JP5169435B2 - Secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

この発明は、正極および負極と共に非水電解質を備える二次電池およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a secondary battery and its preparation how comprises a nonaqueous cathode, an anode and an electrolyte.

リチウムイオン二次電池は、充放電反応にリチウムの吸蔵および放出を利用する二次電池であり、鉛電池やニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、大いに期待されている。   The lithium ion secondary battery is a secondary battery that uses the insertion and extraction of lithium in the charge / discharge reaction, and is greatly expected because it provides a higher energy density than a lead battery or a nickel cadmium battery.

リチウムイオン二次電池では、負極活物質として炭素材料が広く用いられている。例えば、コークス、人造黒鉛、天然黒鉛などのリチウムイオンを吸蔵および放出することが可能な炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池が提案されている。このようなリチウムイオン二次電池では、リチウムが金属状態で存在しないためデンドライトの形成が抑制され、電池寿命と安全性を向上することができる。特に、人造黒鉛や天然黒鉛などの黒鉛系炭素材料は、単位体積当たりのエネルギー密度を向上させることができる材料として期待されている。   In lithium ion secondary batteries, carbon materials are widely used as negative electrode active materials. For example, a lithium ion secondary battery using a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions such as coke, artificial graphite, and natural graphite has been proposed. In such a lithium ion secondary battery, since lithium does not exist in a metal state, formation of dendrite is suppressed, and battery life and safety can be improved. In particular, graphite-based carbon materials such as artificial graphite and natural graphite are expected as materials capable of improving the energy density per unit volume.

黒鉛系炭素材料を単独で負極に用いたリチウムイオン二次電池、または黒鉛系炭素材料と、リチウムを吸蔵および放出することが可能な他の負極材料と、を混合して負極に用いたリチウムイオン二次電池では、リチウム一次電池で一般に好んで使用される炭酸エステルを電解液の溶媒に使用している。しかしながら、炭酸エステルを電解液の溶媒として使用した場合には、充放電過程において電極表面で電解液が分解するため、充放電効率の低下やサイクル特性の低下などの問題がある。   Lithium ion secondary battery using graphite carbon material alone for negative electrode, or lithium ion used for negative electrode by mixing graphite carbon material and other negative electrode material capable of occluding and releasing lithium In the secondary battery, a carbonate ester that is generally used favorably in a lithium primary battery is used as a solvent for the electrolytic solution. However, when carbonic acid ester is used as the solvent of the electrolytic solution, the electrolytic solution is decomposed on the surface of the electrode during the charge / discharge process.

そこで、充放電効率の低下やサイクル特性の低下などを抑制するために、例えば、特許文献1、特許文献2では、電極表面で電解液よりも先に分解して被膜を作ることで溶媒の分解を抑制する添加剤が提案されており、例えば、炭酸ビニレンや炭酸(4−ビニル)エチレンなどの不飽和基を有する環状カーボネートを電解液に添加する方法が提案されている。また、その他、充放電特性の低下などを抑制するために、特許文献3〜特許文献7では、電解液にγ−ブチロラクトンの誘導体などのラクトン誘導体を添加する方法が提案されている。   Therefore, in order to suppress a decrease in charge / discharge efficiency, a decrease in cycle characteristics, and the like, for example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, decomposition of the solvent is performed by decomposing the electrode surface earlier than the electrolytic solution to form a film. For example, a method of adding a cyclic carbonate having an unsaturated group such as vinylene carbonate or (4-vinyl) ethylene carbonate to an electrolytic solution has been proposed. In addition, in order to suppress a decrease in charge / discharge characteristics, Patent Documents 3 to 7 propose a method of adding a lactone derivative such as a derivative of γ-butyrolactone to the electrolytic solution.

特開平5−74486号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-74486 特開平8−45545号公報JP-A-8-45545 特開平11−54150号公報JP-A-11-54150 特開2001−023684号公報JP 2001-023684 A 特開2003−163031号公報JP 2003-163031 A 特開2006−172775号公報JP 2006-172775 A 特開2006−318760号公報JP 2006-318760 A

ところで、最近では、電池容量をさらに向上することが求められており、例えば、電池容量をさらに向上するために、炭素材料に代えてケイ素(Si)またはスズ(Sn)などを負極に用いることが検討されている。ケイ素(Si)の理論容量(4199mAh/g)およびスズ(Sn)の理論容量(994mAh/g)は、黒鉛の理論容量(372mAh/g)よりも格段に大きいため、電池容量の大幅な向上を期待できる。   Recently, it has been demanded to further improve the battery capacity. For example, in order to further improve the battery capacity, silicon (Si) or tin (Sn) or the like is used for the negative electrode instead of the carbon material. It is being considered. Since the theoretical capacity of silicon (Si) (4199 mAh / g) and the theoretical capacity of tin (Sn) (994 mAh / g) are much larger than the theoretical capacity of graphite (372 mAh / g), the battery capacity is greatly improved. I can expect.

例えば、特許文献8に記載されているように、負極活物質として、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)の薄膜を用いた二次電池では、リチウム(Li)が吸蔵および放出された場合においても負極活物質の微粉化が抑制されるため、高い放電容量を得ることができる。   For example, as described in Patent Document 8, in a secondary battery using a thin film of silicon (Si) or tin (Sn) as a negative electrode active material, even when lithium (Li) is occluded and released, Since the pulverization of the negative electrode active material is suppressed, a high discharge capacity can be obtained.

国際公開第01/031724号パンフレットInternational Publication No. 01/031724 Pamphlet

また、特許文献9では、負極活物質として、スズ(Sn)、ケイ素(Si)のようなリチウムと化合可能な金属、元素または合金およびこれらの化合物を用いた場合において、サイクル特性を向上させる方法として、例えば、ハロゲンを構成元素として有する環状または鎖状の炭酸エステルを電解液に含有させる方法が提案されている。この方法によって特性が向上する理由としては、初期の充電時において負極の表面に高イオン透過性および高安定性の被膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからであると推測される。   Patent Document 9 discloses a method for improving cycle characteristics when a metal, an element, an alloy, or a compound that can be combined with lithium such as tin (Sn) or silicon (Si) is used as the negative electrode active material. For example, a method has been proposed in which an electrolytic solution contains a cyclic or chain carbonate having halogen as a constituent element. The reason why the characteristics are improved by this method is presumed to be that a high ion permeability and high stability film is formed on the surface of the negative electrode during initial charging, so that the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed. Is done.

特開2004−47131号公報JP 2004-47131 A

しかしながら、負極活物質として、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)を用いた場合には、リチウム(Li)が吸蔵された場合に活性が高くなるため、電解液の溶媒として環状炭酸エステルなどの高誘電率溶媒と鎖状炭酸エステルなどの低粘度溶媒とを併用すると、主に鎖状炭酸エステルが分解されやすく、しかもリチウムが不活性化しやすいことが懸念される。この場合には、充放電過程において負極活物質の微粉化が十分に抑制されないと、充放電効率が低下するため、十分なサイクル特性および保存特性が得られない。   However, when silicon (Si) or tin (Sn) is used as the negative electrode active material, the activity increases when lithium (Li) is occluded. When a dielectric solvent and a low-viscosity solvent such as a chain carbonate are used in combination, the chain carbonate is likely to be decomposed, and lithium is likely to be deactivated. In this case, if the pulverization of the negative electrode active material is not sufficiently suppressed in the charge / discharge process, the charge / discharge efficiency is lowered, and sufficient cycle characteristics and storage characteristics cannot be obtained.

特許文献9では、ハロゲンを構成元素として有する環状または鎖状の炭酸エステルを電解液に含有させることによって、電解液の分解反応を抑制できるが、負極活物質として、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)を用いた場合には、十分なサイクル特性が得られていない。また、負極活物質として、炭素材料を用いた場合でも、サイクル特性をより向上させることが求められている。   In Patent Document 9, a decomposition reaction of the electrolytic solution can be suppressed by containing a cyclic or chain carbonate having halogen as a constituent element in the electrolytic solution, but silicon (Si) or tin (Sn) is used as the negative electrode active material. ), Sufficient cycle characteristics are not obtained. Further, even when a carbon material is used as the negative electrode active material, it is required to further improve the cycle characteristics.

したがって、この発明の目的は、サイクル特性を向上させることができる二次電池およびその製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a secondary battery and manufacturing how it is possible to improve the cycle characteristics.

上述した課題を解決するために、第1の発明は、
セパレータを介して対向された正極および負極と、非水電解質と、を備え、
上記正極、上記負極、上記セパレータおよび上記非水電解質のうちの少なくとも1つは、式(1)で表される化合物を含む
二次電池である。

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。n=0〜4である。) In order to solve the above-described problem, the first invention
A positive electrode and a negative electrode opposed via a separator, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte is a secondary battery containing a compound represented by the formula (1).
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. (It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group, where n = 0 to 4.)

第2の発明は、
セパレータを介して対向された正極および負極と、非水電解質と、を備えた二次電池の製造方法であって、
上記正極、上記負極、上記セパレータおよび上記非水電解質のうちの少なくとも1つに式(1)で表される化合物を含ませる
二次電池の製造方法である。

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。n=0〜4である。) The second invention is
A method for producing a secondary battery comprising a positive electrode and a negative electrode opposed via a separator, and a non-aqueous electrolyte,
In this method, the compound represented by the formula (1) is contained in at least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte.
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. (It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group, where n = 0 to 4.)

第1および第2の発明では、正極、負極、セパレータおよび非水電解質のうちの少なくとも1つに含まれる式(1)で表される化合物は、溶媒が分解するよりも先に、正極および負極上、または正極および負極と溶媒とが接する部分に被膜を作るので、溶媒の分解反応を抑制できる。   In the first and second inventions, the compound represented by the formula (1) contained in at least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte is the positive electrode and the negative electrode before the solvent is decomposed. Since the film is formed on the upper part or the part where the positive electrode and the negative electrode are in contact with the solvent, the decomposition reaction of the solvent can be suppressed.

第1および第2の発明によれば、正極、負極、セパレータおよび非水電解質のうちの少なくとも1つが電気化学的に安定化することによって、サイクル特性を向上させることができる。   According to the first and second inventions, cycle characteristics can be improved by electrochemically stabilizing at least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the non-aqueous electrolyte.

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

[第1の実施の形態]
この発明の第1の実施の形態による非水電解質は、例えば、液状の溶媒と、溶媒に溶解された電解質塩と、式(1)で表される化合物と、を含む非水電解液である。
[First Embodiment]
The nonaqueous electrolyte according to the first embodiment of the present invention is, for example, a nonaqueous electrolyte solution containing a liquid solvent, an electrolyte salt dissolved in the solvent, and a compound represented by the formula (1). .

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. (It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group, where n = 0 to 4.)

置換基としては、例えば、炭化水素基、アルキルシリル基、ハロゲン基、カルボキシル基、カルボン酸金属塩基、アミド基、酸ハロゲン化物基(−C(=O)−Z;Zはハロゲン基)、アルキルシリルエステル基(−C(=O)−O−(アルキルシリル基))またはそれらの誘導体などが挙げられる。炭化水素基としては、具体的には、飽和脂肪族炭化水素基、不飽和脂肪族炭化水素基、芳香族炭化水素基、脂環式炭化水素基が挙げられ、より具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、アリル基、フェニル基などが挙げられる。また、上述した基の誘導体としては、例えば、炭化水素基が有する水素の一部がカルボキシル基、カルボン酸金属塩基、ハロゲン基、アミド基、酸ハロゲン化物基またはアルキルシリルエステル基などにより置換されたものが挙げられる。   Examples of the substituent include a hydrocarbon group, an alkylsilyl group, a halogen group, a carboxyl group, a carboxylate metal base, an amide group, an acid halide group (—C (═O) —Z; Z is a halogen group), alkyl Examples thereof include a silyl ester group (—C (═O) —O— (alkylsilyl group)) or a derivative thereof. Specific examples of the hydrocarbon group include a saturated aliphatic hydrocarbon group, an unsaturated aliphatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group, and an alicyclic hydrocarbon group, and more specifically, a methyl group. , Ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, allyl group, phenyl group and the like. In addition, as the derivatives of the above-described groups, for example, a part of hydrogen of the hydrocarbon group is substituted with a carboxyl group, a carboxylate metal base, a halogen group, an amide group, an acid halide group, or an alkylsilyl ester group. Things.

式(1)で表される化合物は、電極上で分解することで膜を形成できる。これにより、電池などに用いた場合には、電解液が電気化学的に安定化するため、サイクル特性を向上させることができる。式(1)で表される化合物は、例えばリチウムイオン電池に用いた場合に、反応式(I)に示すように開環し、溶解性の低い非常に安定な膜を形成すると考えられる。なお、式(1)で表される化合物は、立体異性に関係なく同様の効果が得られる。すなわち、鏡像異性体であるS体、R体またはこれらの混合物は、いずれも同様の効果が得られるし、いずれのジアステレオマーまたはこれらの混合物は、いずれも同様の効果が得られる。   The compound represented by the formula (1) can form a film by decomposing on the electrode. Thereby, when it uses for a battery etc., since electrolyte solution is electrochemically stabilized, cycling characteristics can be improved. When the compound represented by the formula (1) is used in, for example, a lithium ion battery, it is considered that the ring is opened as shown in the reaction formula (I) to form a very stable film having low solubility. In addition, the compound represented by Formula (1) can acquire the same effect irrespective of stereoisomerism. That is, the S-isomer, R-isomer, or a mixture thereof, which is an enantiomer, can obtain the same effect, and any diastereomer or a mixture thereof can obtain the same effect.

Figure 0005169435
Figure 0005169435

式(1)で表される化合物としては、式(1)において、n=1である式(2)で表される化合物が好ましい。n=1である場合に、ひずみが少なく、化学的安定性に優れているからである。   As a compound represented by Formula (1), the compound represented by Formula (2) which is n = 1 in Formula (1) is preferable. This is because when n = 1, the strain is small and the chemical stability is excellent.

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period type periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group.)

式(1)で表される化合物としては、より優れた特性が得られる点から、式(1)において、X=−OMであり、M=Li、Mgまたは炭化水素基である式(3)で表される化合物、式(4)で表される化合物、または式(5)で表される化合物が好ましい。M=LiまたはMgの場合では電池内で安定であり、M=炭化水素基である場合においては電池内で反応しても電池特性を悪化させないためである。   The compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (3) in which X = -OM and M = Li, Mg, or a hydrocarbon group in the formula (1) because more excellent characteristics are obtained. A compound represented by formula (4), a compound represented by formula (5), or a compound represented by formula (5) is preferred. This is because the case where M = Li or Mg is stable in the battery, and the case where M = hydrocarbon group does not deteriorate the battery characteristics even if the reaction occurs in the battery.

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. N = 0 to 4)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. N = 0 to 4)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R6は炭化水素基である。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different and may be bonded. R6 is a hydrocarbon group. N = 0 to 4. .)

式(1)で表される化合物としては、式(1)において、n=1であり、X=−OMであり、M=Li、Mgまたは炭化水素基である式(6)、式(7)または式(8)で表される化合物が特に好ましい。   As the compound represented by the formula (1), in the formula (1), n = 1, X = −OM, and M = Li, Mg, or a hydrocarbon group, the formula (6), the formula (7) ) Or a compound represented by formula (8) is particularly preferred.

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded.)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded.)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R6は炭化水素基である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different and may be bonded. R6 is a hydrocarbon group.)

また、式(1)で表される化合物としては、式(3)〜(5)で表される化合物と同様に優れた特性が得られる点から、X=アミノ基またはハロゲン基である式(9)で表される化合物または式(10)で表される化合物や、X=−OMであり、M=アルキルシリル基である式(11)で表される化合物でもよい。   Moreover, as a compound represented by Formula (1), since the characteristic outstanding similarly to the compound represented by Formula (3)-(5) is acquired, it is a formula (X = amino group or a halogen group ( It may be a compound represented by 9) or a compound represented by formula (10), or a compound represented by formula (11) wherein X = -OM and M = alkylsilyl group.

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R7およびR8は水素またはアルキル基である。R7およびR8は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. R7 and R8 are hydrogen or an alkyl group. R7 and R8 are (It may be the same, may be different, or may be bonded. N = 0 to 4.)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Yはハロゲン基である。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded to each other. Y is a halogen group. N = 0 to 4. )

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R9〜R11は水素またはアルキル基である。R9〜R11は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. R9 to R11 are hydrogen or an alkyl group. (It may be the same, may be different, or may be bonded. N = 0 to 4.)

式(1)で表される化合物としては、式(1)において、n=1であると共にX=アミノ基またはハロゲン基である式(12)または式(13)で表される化合物や、n=1であると共にX=−OMであり、M=アルキルシリル基である式(14)で表される化合物でもよい。   The compound represented by the formula (1) includes a compound represented by the formula (12) or the formula (13) in which n = 1 and X = amino group or halogen group in the formula (1), n A compound represented by the formula (14) in which X = 1, X = −OM, and M = alkylsilyl group may be used.

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R7およびR8は水素またはアルキル基である。R7およびR8は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. R7 and R8 are hydrogen or an alkyl group. R7 and R8 are They may be the same, different, or combined.)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Yはハロゲン基である。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. Y is a halogen group.)

Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R9〜R11は水素またはアルキル基である。R9〜R11は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. R9 to R11 are hydrogen or an alkyl group. They may be the same, different, or combined.)

式(1)で表される化合物としては、より具体的には、例えば、式(15)で表される5−オキソテトラヒドロフラン−2−カルボン酸、式(16)で表されるイソクエン酸−γ−ラクトン、式(17)で表されるカンファン酸、式(18)で表される4,5−ジカルボキシペンタドデカノラクトン、式(19)〜式(48)で表される化合物が挙げられる。   More specifically, examples of the compound represented by the formula (1) include 5-oxotetrahydrofuran-2-carboxylic acid represented by the formula (15) and isocitrate-γ represented by the formula (16). -Lactone, camphanic acid represented by formula (17), 4,5-dicarboxypentadecanolactone represented by formula (18), and compounds represented by formula (19) to formula (48) It is done.

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溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、N,N’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。電解液を備えた、電池などの電気化学デバイスにおいて、優れた容量、サイクル特性および保存特性が得られるからである。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。   Examples of the solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl propyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, and 2-methyl. Tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, Methyl isobutyrate, methyl trimethylacetate, ethyl trimethylacetate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyl Oxazolidinone, N, N′-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate, dimethyl sulfoxide, and the like can be used. This is because, in an electrochemical device such as a battery provided with an electrolytic solution, excellent capacity, cycle characteristics and storage characteristics can be obtained. These may be used alone or in combination of two or more.

中でも、溶媒としては、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルからなる群のうちの少なくとも1種を含むものを用いることが好ましい。十分な効果が得られるからである。この場合には、特に、高粘度(高誘電率)溶媒(例えば、比誘電率ε≧30)である炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンと、低粘度溶媒(例えば、粘度≦1mPa・s)である炭酸ジメチル、炭酸ジエチルまたは炭酸エチルメチルとを混合して含むものを用いることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。   Among them, it is preferable to use a solvent containing at least one member selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate. This is because a sufficient effect can be obtained. In this case, in particular, ethylene carbonate or propylene carbonate having a high viscosity (high dielectric constant) solvent (for example, relative dielectric constant ε ≧ 30) and dimethyl carbonate having a low viscosity solvent (for example, viscosity ≦ 1 mPa · s). It is preferable to use a mixture containing diethyl carbonate or ethyl methyl carbonate. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved, so that a higher effect can be obtained.

また、溶媒としては、4−フルオロ−1,3ジオキソラン−2−オン(FEC)、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)などの環状炭酸エステル誘導体をさらに含むことが好ましい。サイクル特性をより向上できるからである。   The solvent further includes cyclic carbonate derivatives such as 4-fluoro-1,3dioxolan-2-one (FEC) and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC). Is preferred. This is because the cycle characteristics can be further improved.

さらに、溶媒としては、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)などの不飽和結合を有する環状炭酸エステル化合物をさらに含むことが好ましい。サイクル特性をより向上できるからである。   Furthermore, as a solvent, it is preferable that the cyclic carbonate compound which has unsaturated bonds, such as vinylene carbonate (VC) and vinyl ethylene carbonate (VEC), is further included. This is because the cycle characteristics can be further improved.

さらに、溶媒としては、プロパンスルトン、プロペンスルトン(PRS)などの環状スルトン誘導体をさらに含むものであることが好ましい。サイクル特性をより向上できるからである。   Further, the solvent preferably further contains a cyclic sultone derivative such as propane sultone and propene sultone (PRS). This is because the cycle characteristics can be further improved.

さらに、溶媒としては、無水コハク酸、2−スルホ安息香酸無水物などの酸無水物をさらに含むものであることが好ましい。サイクル特性をより向上できるからである。   Furthermore, the solvent preferably further contains an acid anhydride such as succinic anhydride and 2-sulfobenzoic anhydride. This is because the cycle characteristics can be further improved.

電解質塩であるリチウム塩としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6 )、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4 )、過塩素酸リチウム(LiClO4 )、ヘキサフルオロヒ酸リチウム(LiAsF6 )、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(CF3 SO3 Li)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム〔(CF3 SO2 2 NLi〕(LiTFSI)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルリチウム〔(CF3 SO2 3 CLi〕、リチウムビスオキサレートボレート〔LiB(C2 4 2 〕(LiBOB)、式(49)で表される1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムなどを用いることができる。これらはいずれか1種を用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of lithium salts that are electrolyte salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), and trifluoromethane. Lithium sulfonate (CF 3 SO 3 Li), bis (trifluoromethanesulfonyl) imido lithium [(CF 3 SO 2 ) 2 NLi] (LiTFSI), tris (trifluoromethanesulfonyl) methyl lithium [(CF 3 SO 2 ) 3 CLi ], lithium bis (oxalato) borate [LiB (C 2 O 4) 2] (LiBOB), such as 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium of the formula (49) can be used. Any one of these may be used, or two or more thereof may be mixed and used.

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また、非水電解質としては、高分子化合物に非水電解液を保持させたゲル状の電解質を用いてもよい。ゲル状の電解質は、イオン伝導度が室温で1mS/cm以上であるものであればよく、組成および高分子化合物の構造に特に限定はない。非水電解液に含まれる溶媒、電解質塩および式(1)で表される化合物については、上述のとおりであるので、詳しい説明を省略する。   Further, as the non-aqueous electrolyte, a gel electrolyte in which a non-aqueous electrolyte is held in a polymer compound may be used. The gel electrolyte is not particularly limited as long as the ion conductivity is 1 mS / cm or more at room temperature, and the composition and the structure of the polymer compound are not particularly limited. Since the solvent, electrolyte salt, and compound represented by the formula (1) contained in the nonaqueous electrolytic solution are as described above, detailed description thereof is omitted.

高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデンとポリヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートなどを用いることができる。特に、電気化学的安定性の点からは、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンまたはポリエチレンオキサイドの構造を持つ高分子化合物を用いることが好ましい。   Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of polyvinylidene fluoride and polyhexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, poly Siloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene, or polycarbonate can be used. In particular, from the viewpoint of electrochemical stability, it is preferable to use a polymer compound having a polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, or polyethylene oxide structure.

なお、ここで溶媒というのは、液状の溶媒のみを意味するのではなく、電解質塩を解離させることができ、イオン伝導性を有するものを広く含む概念である。よって、高分子化合物にイオン伝導性を有するものを用いる場合には、その高分子化合物も溶媒に含まれる。   Here, the term “solvent” does not mean only a liquid solvent, but a concept that widely dissociates electrolyte salts and has ion conductivity. Therefore, when using what has ion conductivity for a high molecular compound, the high molecular compound is also contained in a solvent.

この発明の第1の実施の形態による非水電解質は、負極にケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を用いた二次電池に好適に使用でき、負極にケイ素(Si)を含む材料を用いた非水電解質電池に特に好適に使用できる。負極にケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を用いた二次電池では、負極の活性が高く電解液が分解されやすく、負極に炭素材料を用いた場合よりも、サイクル特性が劣化しやすい傾向にあるため、効果的である。   The nonaqueous electrolyte according to the first embodiment of the present invention can be suitably used for a secondary battery using a material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element for the negative electrode, It can be particularly suitably used for a non-aqueous electrolyte battery using a material containing silicon (Si) for the negative electrode. In a secondary battery using a material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element for the negative electrode, the negative electrode has high activity and the electrolyte is easily decomposed, and a carbon material is used for the negative electrode. This is more effective than the case because the cycle characteristics tend to deteriorate.

この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。   Using the nonaqueous electrolyte according to the first embodiment of the present invention, for example, secondary batteries such as lithium batteries having various shapes and sizes can be manufactured.

この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いた二次電池の第1の例について説明する。図1は、この発明の第1の実施の形態による二次電池の第1の例の一構成例を示す。この二次電池は、いわゆるコイン型形状を有し、例えば、非水電解質二次電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池である。   A first example of a secondary battery using a nonaqueous electrolyte according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of the configuration of a first example of a secondary battery according to the first embodiment of the invention. This secondary battery has a so-called coin shape, and is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery.

図1に示すように、この非水電解質電池は、正極2と、この正極2を収容する外装缶6と、負極4と、この負極4を収容する外装カップ5と、正極2と負極4との間に配されたセパレータ3と、外装カップ5と、外装缶6と、の間を絶縁するガスケット7と、を有する。   As shown in FIG. 1, the nonaqueous electrolyte battery includes a positive electrode 2, an outer can 6 that accommodates the positive electrode 2, a negative electrode 4, an outer cup 5 that accommodates the negative electrode 4, a positive electrode 2, and a negative electrode 4. And a gasket 7 that insulates the separator 3, the outer cup 5, and the outer can 6.

正極2は、正極集電体2A上に正極活物質層2Bが設けられた構造を有している。   The positive electrode 2 has a structure in which a positive electrode active material layer 2B is provided on a positive electrode current collector 2A.

正極集電体2Aとしては、例えば網状や箔状のアルミニウム(Al)、ニッケル(Ni)またはステンレス(SUS)などの金属材料によって構成されている。正極活物質層2Bは、例えば、正極活物質として、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて導電剤および結着剤などを含んでいてもよい。   The positive electrode current collector 2A is made of a metal material such as net-like or foil-like aluminum (Al), nickel (Ni), or stainless steel (SUS). The positive electrode active material layer 2B includes, for example, any one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li) as an electrode reactant as a positive electrode active material. Accordingly, a conductive agent and a binder may be included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム含有化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物としては、例えば、リチウム(Li)と遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウム(Li)と遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。その化学式は、例えば、Lix M1O2 あるいはLiy M2PO4 で表される。式中、M1およびM2は、1種類以上の遷移金属元素を表す。xおよびyの値は、充放電状態によって異なり、通常、0.05≦x≦1.10、0.05≦y≦1.10である。 As a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, a lithium-containing compound is preferable. This is because a high energy density can be obtained. Examples of the lithium-containing compound include a composite oxide containing lithium (Li) and a transition metal element, and a phosphate compound containing lithium (Li) and a transition metal element. Especially, what contains at least 1 sort (s) of the group which consists of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), and iron (Fe) as a transition metal element is preferable. This is because a higher voltage can be obtained. The chemical formula is represented by, for example, Li x M1O 2 or Li y M2PO 4 . In the formula, M1 and M2 represent one or more transition metal elements. The values of x and y vary depending on the charge / discharge state, and are generally 0.05 ≦ x ≦ 1.10 and 0.05 ≦ y ≦ 1.10.

リチウム(Li)と遷移金属元素とを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物(Lix CoO2 )、リチウムニッケル複合酸化物(Lix NiO2 )、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(Lix Ni1-z Coz 2 (z<1))、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物(Lix Ni(1-v-w) Cov Mnw 2 (v+w<1))、またはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物(LiMn2 4 )などが挙げられる。中でも、コバルト(Co)を含む複合酸化物が好ましい。高い容量が得られると共に、優れたサイクル特性も得られるからである。また、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、リチウム鉄リン酸化合物(LiFePO4 )またはリチウム鉄マンガンリン酸化合物(LiFe1-u Mnu PO4 (u<1))などが挙げられる。 Examples of the composite oxide containing lithium (Li) and a transition metal element include lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel composite oxide (Li x NiO 2 ), and lithium nickel cobalt composite oxide ( Li x Ni 1-z Co z O 2 (z <1)), a lithium nickel cobalt manganese complex oxide (Li x Ni (1-vw ) Co v Mn w O 2 (v + w <1)), or spinel structure And lithium manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 ). Among these, a composite oxide containing cobalt (Co) is preferable. This is because a high capacity can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. Examples of the phosphoric acid compound containing lithium and a transition metal element include a lithium iron phosphate compound (LiFePO 4 ) or a lithium iron manganese phosphate compound (LiFe 1-u Mn u PO 4 (u <1)). Is mentioned.

この他、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどの酸化物や、二硫化チタンまたは硫化モリブデンなどの二硫化物や、セレン化ニオブなどのカルコゲン化物や、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。   In addition, as a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li), for example, an oxide such as titanium oxide, vanadium oxide or manganese dioxide, a disulfide such as titanium disulfide or molybdenum sulfide, Examples thereof also include chalcogenides such as niobium selenide and conductive polymers such as sulfur, polyaniline or polythiophene.

結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどの合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)などの高分子材料などが挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。また、導電剤としては、例えば、炭素材料が挙げられる。より具体的には、導電剤として例えばカーボンブラック、グラファイトなどを用いることができる。   Examples of the binder include synthetic rubber such as styrene butadiene rubber, fluorine rubber or ethylene propylene diene, and a polymer material such as polyvinylidene fluoride (PVdF). These may be single and multiple types may be mixed. Moreover, as a electrically conductive agent, a carbon material is mentioned, for example. More specifically, for example, carbon black or graphite can be used as the conductive agent.

外装缶6は、導電性金属からなる容器であり、例えば、ステンレス(SUS)、アルミニウム(Al)などの金属によって、構成されている。   The outer can 6 is a container made of a conductive metal, and is made of a metal such as stainless steel (SUS) or aluminum (Al).

負極4は、負極集電体4A上に、負極活物質層4Bが設けられた構造を有している。   The negative electrode 4 has a structure in which a negative electrode active material layer 4B is provided on a negative electrode current collector 4A.

負極集電体4Aは、良好な電気化学的安定性、電気伝導性および機械的強度を有する金属材料によって構成されているものが好ましい。このような金属材料としては、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)またはステンレス(SUS)などが挙げられ、中でも銅(Cu)が好ましい。高い電気伝導性を得ることができるからである。   The anode current collector 4A is preferably made of a metal material having good electrochemical stability, electrical conductivity, and mechanical strength. Examples of such a metal material include copper (Cu), nickel (Ni), and stainless steel (SUS), and among these, copper (Cu) is preferable. This is because high electrical conductivity can be obtained.

特に、上述した金属材料は、電極反応物質であるリチウム(Li)と金属間化合物を形成しない金属元素のいずれか1種または2種以上を含んでいるものが好ましい。リチウム(Li)と金属間化合物を形成すると、例えば、充放電時に負極活物質層4Bの膨張および収縮による応力の影響を受けやすいため、集電性が低下する可能性があると共に、負極活物質層4Bが負極集電体4Aから剥離する可能性もあるからである。このような金属元素としては、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、チタン(Ti)、鉄(Fe)またはクロム(Cr)などが挙げられる。   In particular, the metal material described above preferably contains one or more metal elements that do not form an intermetallic compound with lithium (Li), which is an electrode reactant. When an intermetallic compound is formed with lithium (Li), for example, since it is easily affected by stress due to expansion and contraction of the negative electrode active material layer 4B during charge and discharge, the current collecting property may be lowered, and the negative electrode active material This is because the layer 4B may peel off from the negative electrode current collector 4A. Examples of such metal elements include copper (Cu), nickel (Ni), titanium (Ti), iron (Fe), and chromium (Cr).

また、上述した金属材料は、負極活物質層4Bと合金化する金属元素のいずれか1種または2種以上を含んでいることが好ましい。負極集電体4Aと負極活物質層4Bとの間の密着性が向上するため、その負極活物質層4Bが負極集電体4Aから剥離しにくくなるからである。リチウム(Li)と金属間化合物を形成せず、しかも負極活物質層4Bと合金化する金属元素としては、例えば、負極活物質層4Bが負極活物質としてケイ素(Si)を含む場合には、銅(Cu)、ニッケル(Ni)または鉄(Fe)などが挙げられる。これらの金属元素は、強度および導電性の観点からも好ましい。   Moreover, it is preferable that the metal material mentioned above contains any 1 type, or 2 or more types of the metal element alloyed with the negative electrode active material layer 4B. This is because the adhesion between the negative electrode current collector 4A and the negative electrode active material layer 4B is improved, so that the negative electrode active material layer 4B is difficult to peel from the negative electrode current collector 4A. As a metal element that does not form an intermetallic compound with lithium (Li) and is alloyed with the negative electrode active material layer 4B, for example, when the negative electrode active material layer 4B contains silicon (Si) as a negative electrode active material, Examples include copper (Cu), nickel (Ni), and iron (Fe). These metal elements are also preferable from the viewpoints of strength and conductivity.

なお、負極集電体4Aは、単層構造を有していてもよいし、多層構造を有していてもよい。負極集電体4Aが多層構造を有する場合には、例えば、負極活物質層4Bと隣接する層がそれと合金化する金属材料によって構成され、隣接しない層が他の金属材料によって構成されるものが好ましい。   The negative electrode current collector 4A may have a single layer structure or a multilayer structure. When the negative electrode current collector 4A has a multilayer structure, for example, a layer adjacent to the negative electrode active material layer 4B is made of a metal material alloyed therewith, and a non-adjacent layer is made of another metal material. preferable.

負極集電体4Aの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果によって負極集電体4Aと負極活物質層4Bとの間の密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層4Bと対向する領域において、負極集電体4Aの表面が粗面化されていればよい。この粗面化の方法としては、例えば、電解処理によって微粒子を形成する方法などが挙げられる。この電解処理とは、電解槽中において電解法によって負極集電体4Aの表面に微粒子を形成して凹凸を設ける方法のことである。この電解処理によって粗面化された銅箔を含め、電解法によって作製された銅箔は、一般に「電解銅箔」と呼ばれている。   The surface of the negative electrode current collector 4A is preferably roughened. This is because the adhesion between the negative electrode current collector 4A and the negative electrode active material layer 4B is improved by a so-called anchor effect. In this case, the surface of the negative electrode current collector 4A only needs to be roughened at least in a region facing the negative electrode active material layer 4B. Examples of the roughening method include a method of forming fine particles by electrolytic treatment. This electrolytic treatment is a method of forming irregularities by forming fine particles on the surface of the negative electrode current collector 4A by an electrolytic method in an electrolytic bath. The copper foil produced by the electrolytic method including the copper foil roughened by this electrolytic treatment is generally called “electrolytic copper foil”.

負極活物質層4Bは、負極活物質として、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて上述の導電剤あるいは結着剤などの他の材料を含んでいてもよい。リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料、金属酸化物または高分子化合物などが挙げられる。炭素材料としては、例えば、易黒鉛化炭素、(002)面の面間隔が0.37nm以上の難黒鉛化炭素、または(002)面の面間隔が0.340nm以下の黒鉛が挙げられる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などがある。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子化合物を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられ、高分子化合物としてはポリアセチレンまたはポリピロールなどが挙げられる。   The negative electrode active material layer 4B includes any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium (Li) as an electrode reactant as a negative electrode active material. Other materials such as the above-described conductive agent or binder may be included. Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) include carbon materials, metal oxides, and polymer compounds. Examples of the carbon material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon having a (002) plane spacing of 0.37 nm or more, and graphite having a (002) plane spacing of 0.340 nm or less. More specifically, there are pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers or activated carbon. Of these, cokes include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. Organic polymer compound fired bodies are carbonized by firing polymer compounds such as phenol resins and furan resins at an appropriate temperature. What you did. In addition, examples of the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide, and examples of the polymer compound include polyacetylene and polypyrrole.

また、負極活物質層4Bは、例えば、負極活物質として、電極反応物質であるリチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な金属元素の単体、合金および化合物と、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な半金属元素の単体、合金および化合物とからなる群のうちの少なくとも1種の負極材料を含んでいてもよい。これにより、高いエネルギー密度を得ることができるようになる。さらに、上述した炭素材料と、共に用いるようにしてもよい。炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、例えば上述した負極材料と共に用いるようにすればようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができ、更に導電剤としても機能するので好ましい。なお、本明細書において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とからなるものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物またはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   Further, the negative electrode active material layer 4B, for example, as a negative electrode active material, a simple substance, an alloy and a compound of a metal element capable of occluding and releasing lithium (Li) as an electrode reactant, and occluding lithium (Li). And at least one negative electrode material selected from the group consisting of simple metals, alloys and compounds of metalloid elements that can be released. Thereby, a high energy density can be obtained. Furthermore, you may make it use together with the carbon material mentioned above. The carbon material has very little change in the crystal structure that occurs during charging and discharging. For example, if used together with the negative electrode material described above, a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. This is preferable because it can function as a conductive agent. Note that in this specification, alloys include those composed of one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to those composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. Some of the structures include a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or a mixture of two or more of them.

この負極材料を構成する金属元素または半金属元素としては、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)または白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Examples of metal elements or metalloid elements constituting the negative electrode material include magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), Tin (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or Platinum (Pt) is mentioned. These may be crystalline or amorphous.

また、これらの金属元素または半金属元素の合金または化合物としては、例えば、化学式Mas Mbt Liu 、または化学式Map Mcq Mdr で表されるものが挙げられる。これらの化学式において、Maはリチウム(Li)と合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mbはリチウム(Li)およびMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表し、Mcは非金属元素の少なくとも1種を表し、MdはMa以外の金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を表す。また、s、t、u、p、qおよびrの値はそれぞれs>0、t≧0、u≧0、p>0、q>0、r≧0である。 As the alloy or compound of these metal elements or metalloid elements, for example, those represented by the chemical formula Ma s Mb t Li u or a chemical formula Ma p Mc q Md r,. In these chemical formulas, Ma represents at least one of metal elements and metalloid elements capable of forming an alloy with lithium (Li), and Mb represents metal elements other than lithium (Li) and Ma and metalloid elements. At least one of nonmetallic elements, and Md represents at least one of metallic elements and metalloid elements other than Ma. The values of s, t, u, p, q, and r are s> 0, t ≧ 0, u ≧ 0, p> 0, q> 0, and r ≧ 0, respectively.

中でも、この負極材料としては、長周期型周期表における14族の金属元素または半金属元素の単体、合金または化合物が好ましく、特に好ましいのは、ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料である。すなわち、ケイ素(Si)の単体、合金または化合物や、スズ(Sn)の単体、合金または化合物である。ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料は、リチウム(Li)を吸蔵および放出する能力が大きく、組み合わせによっては、従来の黒鉛と比較して負極4のエネルギー密度を高くすることができるからである。   Among these, the negative electrode material is preferably a simple substance, alloy or compound of a group 14 metal element or metalloid element in the long-period periodic table, and particularly preferably at least of silicon (Si) and tin (Sn). It is a material containing one kind as a constituent element. That is, it is a simple substance, alloy or compound of silicon (Si), or a simple substance, alloy or compound of tin (Sn). A material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element has a large ability to occlude and release lithium (Li). Depending on the combination, the material of the negative electrode 4 can be compared with that of conventional graphite. This is because the energy density can be increased.

このような合金または化合物について具体的に例を挙げれば、SiB4 、SiB6 、Mg2 Si、Ni2 Si、TiSi2 、MoSi2 、CoSi2 、NiSi2 、CaSi2 、CrSi2 、Cu5 Si、FeSi2 、MnSi2 、NbSi2 、TaSi2 、VSi2 、WSi2 、ZnSi2 、SiC、Si3 4 、Si2 2 O、SiOv (0<v≦2)、SnOw (0<w≦2)、SnSiO3 、LiSiO、LiSnO、Mg2 Sn、またはスズ(Sn)とコバルト(Co)とを含む合金などがある。 Specific examples of such alloys or compounds include SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si. FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, SiO v (0 <v ≦ 2), SnO w (0 < w ≦ 2), SnSiO 3 , LiSiO, LiSnO, Mg 2 Sn, or an alloy containing tin (Sn) and cobalt (Co).

中でも、この負極材料としては、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、炭素(C)とを構成元素として含み、炭素の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下であり、かつスズ(Sn)とコバルト(Co)との合計に対するコバルト(Co)の割合Co/(Sn+Co)が30質量%以上70質量%以下であるCoSnC含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。   Among these, as this negative electrode material, tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C) are included as constituent elements, and the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less. And the ratio Co / (Sn + Co) of cobalt (Co) with respect to the sum total of tin (Sn) and cobalt (Co) is preferably 30% by mass or more and 70% by mass or less. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.

このCoSnC含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素(Si)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、クロム(Cr)、インジウム(In)、ニオブ(Nb)、ゲルマニウム(Ge)、チタン(Ti)、モリブデン(Mo)、アルミニウム(Al)、リン(P)、ガリウム(Ga)またはビスマス(Bi)が好ましく、2種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。   This CoSnC-containing material may further contain other constituent elements as necessary. Examples of other constituent elements include silicon (Si), iron (Fe), nickel (Ni), chromium (Cr), indium (In), niobium (Nb), germanium (Ge), titanium (Ti), and molybdenum. (Mo), aluminum (Al), phosphorus (P), gallium (Ga) or bismuth (Bi) are preferable and may contain two or more. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.

なお、CoSnC含有材料は、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、炭素(C)とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な反応相であり、これによって優れたサイクル特性を得ることができるようになっている。この相のX線回折によって得られる回折ピークの半値幅は、特定X線としてCuKα線を用い、挿引速度を1°/minとした場合に、回折角2θで1.0°以上であることが好ましい。リチウム(Li)がより円滑に吸蔵および放出され、しかも非水電解質との反応性が低減されるからである。   The CoSnC-containing material has a phase containing tin (Sn), cobalt (Co), and carbon (C), and this phase has a low crystallinity or an amorphous structure. Preferably it is. This phase is a reaction phase capable of reacting with lithium, whereby excellent cycle characteristics can be obtained. The half-value width of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction of this phase is 1.0 ° or more at a diffraction angle 2θ when CuKα ray is used as the specific X-ray and the drawing speed is 1 ° / min. Is preferred. This is because lithium (Li) is occluded and released more smoothly, and the reactivity with the nonaqueous electrolyte is reduced.

X線回折によって得られた回折ピークがリチウム(Li)と反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるX線回折チャートを比較することによって容易に判断することができる。例えば、リチウム(Li)との電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウム(Li)と反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質な反応相の回折ピークが2θ=20°〜50°の間に見られる。この低結晶性または非晶質な反応相は、例えば、上述の各構成元素を含んでおり、主に、炭素(C)によって低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。   Whether a diffraction peak obtained by X-ray diffraction corresponds to a reaction phase capable of reacting with lithium (Li) is determined by comparing X-ray diffraction charts before and after electrochemical reaction with lithium. It can be easily judged. For example, if the position of the diffraction peak changes before and after the electrochemical reaction with lithium (Li), it corresponds to a reaction phase capable of reacting with lithium (Li). In this case, for example, a diffraction peak of a low crystalline or amorphous reaction phase is observed between 2θ = 20 ° and 50 °. This low crystalline or amorphous reaction phase contains, for example, each of the above-described constituent elements, and is considered to be low crystallized or amorphous mainly by carbon (C).

なお、CoSnC含有材料は、低結晶性または非晶質な相に加えて、各構成元素の単体または一部を含む相を有している場合もある。   Note that the CoSnC-containing material may have a phase containing a simple substance or a part of each constituent element in addition to a low crystalline or amorphous phase.

特に、CoSnC含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。スズ(Sn)などの凝集または結晶化が抑制されるからである。   In particular, in a CoSnC-containing material, it is preferable that at least a part of carbon that is a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element that is another constituent element. This is because aggregation or crystallization of tin (Sn) or the like is suppressed.

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばX線光電子分光法(X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS)が挙げられる。このXPSは、軟X線(市販の装置ではAl−Kα線か、Mg−Kα線を用いる)を試料表面に照射し、試料表面から飛び出してくる光電子の運動エネルギーを測定することによって、試料表面から数nmの領域の元素組成、および元素の結合状態を調べる方法である。   As a measuring method for examining the bonding state of elements, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) can be cited. This XPS irradiates the sample surface with soft X-rays (Al-Kα ray or Mg-Kα ray is used in a commercial apparatus), and measures the kinetic energy of photoelectrons jumping out of the sample surface. To elemental composition in the region of several nanometers and the bonding state of the elements.

元素の内殻軌道電子の束縛エネルギーは、第1近似的には、元素上の電荷密度と相関して変化する。例えば、炭素元素の電荷密度が近傍に存在する元素との相互作用によって減少した場合には、2p電子などの外殻電子が減少しているので、炭素元素の1s電子は殻から強い束縛力を受けることになる。すなわち、元素の電荷密度が減少すると、束縛エネルギーは高くなる。XPSでは、束縛エネルギーが高くなると、高いエネルギー領域にピークはシフトするようになっている。   The binding energy of the core orbital electrons of the element changes in a first approximation in correlation with the charge density on the element. For example, when the charge density of the carbon element decreases due to an interaction with an element present in the vicinity, the outer electrons such as 2p electrons decrease, so the 1s electron of the carbon element exerts a strong binding force from the shell. Will receive. That is, the binding energy increases as the charge density of the element decreases. In XPS, when the binding energy increases, the peak shifts to a high energy region.

XPSにおいて、炭素の1s軌道(C1s)のピークは、グラファイトであれば、金原子の4f軌道(Au4f)のピークが84.0eVに得られるようにエネルギー較正された装置において、284.5eVに現れる。また、表面汚染炭素であれば、284.8eVに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素よりも陽性な元素と結合している場合には、C1sのピークは、284.5eVよりも低い領域に現れる。すなわち、CoSnC含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している場合には、CoSnC含有材料について得られるC1sの合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる。   In XPS, if the peak of carbon 1s orbital (C1s) is graphite, it appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of 4f orbital (Au4f) of gold atom is obtained at 84.0 eV. . Moreover, if it is surface contamination carbon, it will appear at 284.8 eV. On the other hand, when the charge density of the carbon element is high, for example, when it is bonded to an element more positive than carbon, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV. That is, when at least part of the carbon contained in the CoSnC-containing material is bonded to a metal element or a metalloid element that is another constituent element, the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the CoSnC-containing material is 284. Appears in a region lower than 5 eV.

なお、XPS測定を行う場合には、表面が表面汚染炭素で覆われている際に、XPS装置に付属のアルゴンイオン銃で表面を軽くスパッタすることが好ましい。また、測定対象のCoSnC含有材料を有する負極が二次電池の中に存在する場合には、二次電池を解体して負極を取り出したのち、炭酸ジメチルなどの揮発性溶媒で洗浄するとよい。負極表面に存在する揮発性の低い溶媒と電解質塩とを除去するためである。これらのサンプリングは、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。   When performing XPS measurement, it is preferable to lightly sputter the surface with an argon ion gun attached to the XPS apparatus when the surface is covered with surface-contaminated carbon. When a negative electrode having a CoSnC-containing material to be measured is present in the secondary battery, the secondary battery is disassembled and the negative electrode is taken out and then washed with a volatile solvent such as dimethyl carbonate. This is for removing the low-volatile solvent and the electrolyte salt present on the negative electrode surface. These samplings are preferably performed under an inert atmosphere.

また、XPS測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばC1sのピークを用いる。通常、物質表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとし、これをエネルギー基準とする。なお、XPS測定では、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとCoSnC含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、CoSnC含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。   In XPS measurement, for example, the peak of C1s is used to correct the energy axis of the spectrum. Usually, since surface-contaminated carbon exists on the surface of the substance, the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, and this is used as an energy standard. In the XPS measurement, the waveform of the peak of C1s is obtained as a form including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the CoSnC-containing material. For example, by analyzing using commercially available software, The surface contamination carbon peak is separated from the carbon peak in the CoSnC-containing material. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).

このCoSnC含有材料は、例えば、各構成元素の原料を混合した混合物を電気炉、高周波誘導炉またはアーク溶解炉などで溶解させたのち、凝固させる方法によって形成可能である。また、ガスアトマイズまたは水アトマイズなどの各種アトマイズ法や、各種ロール法や、メカニカルアロイング法またはメカニカルミリング法などのメカノケミカル反応を利用した方法などを用いてもよい。中でも、メカノケミカル反応を利用した方法が好ましい。CoSnC含有材料が低結晶性または非晶質な構造になるからである。メカノケミカル反応を利用した方法では、例えば、遊星ボールミルやアトライタなどの製造装置を用いることができる。   This CoSnC-containing material can be formed by, for example, a method in which a mixture obtained by mixing raw materials of each constituent element is melted in an electric furnace, a high-frequency induction furnace, an arc melting furnace or the like and then solidified. Further, various atomizing methods such as gas atomization or water atomization, various roll methods, methods utilizing mechanochemical reactions such as mechanical alloying method or mechanical milling method, and the like may be used. Among these, a method using a mechanochemical reaction is preferable. This is because the CoSnC-containing material has a low crystalline or amorphous structure. In the method using the mechanochemical reaction, for example, a manufacturing apparatus such as a planetary ball mill or an attritor can be used.

原料には、各構成元素の単体を混合して用いてもよいが、炭素(C)以外の構成元素の一部については合金を用いることが好ましい。このような合金に炭素を加えてメカニカルアロイング法を利用した方法によって合成することにより、低結晶性または非晶質な構造が得られ、反応時間も短縮されるからである。なお、原料の形態は、粉体であってもよいし、塊状であってもよい。   The raw material may be a mixture of individual constituent elements, but an alloy is preferably used for some constituent elements other than carbon (C). This is because, by adding carbon to such an alloy and synthesizing it by a method using a mechanical alloying method, a low crystalline or amorphous structure is obtained, and the reaction time is shortened. The raw material may be in the form of powder or a block.

このCoSnC含有材料の他、スズ(Sn)と、コバルト(Co)と、鉄(Fe)と、炭素(C)と、を構成元素として有するCoSnFeC含有材料も好ましい。このCoSnFeC含有材料の組成は、任意に設定可能である。例えば、鉄(Fe)の含有量を少なめに設定する場合の組成としては、炭素(C)の含有量が9.9質量%以上29.7質量%以下、鉄(Fe)の含有量が0.3質量%以上5.9重量%以下、スズ(Sn)とコバルト(Co)との合計に対するコバルト(Co)の割合(Co/(Sn+Co))が30質量%以上70質量%以下であることが好ましい。また、例えば、鉄(Fe)の含有量を多めに設定する場合の組成としては、炭素(C)の含有量が11.9質量%以上29.7質量%以下、スズ(Sn)とコバルト(Co)と鉄(Fe)との合計に対するコバルト(Co)と鉄(Fe)との合計の割合((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))が26.4質量%以上48.5質量%以下、コバルト(Co)と鉄(Fe)との合計に対するコバルト(Co)の割合(Co/(Co+Fe))が9.9質量%以上79.5質量%以下であることが好ましい。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。このCoSnFeC含有材料の結晶性、元素の結合状態の測定方法、および形成方法などについては、上述のCoSnC含有材料と同様であるので詳細の説明は省略する。   In addition to this CoSnC-containing material, a CoSnFeC-containing material having tin (Sn), cobalt (Co), iron (Fe), and carbon (C) as constituent elements is also preferable. The composition of the CoSnFeC-containing material can be arbitrarily set. For example, as a composition when the content of iron (Fe) is set to be small, the content of carbon (C) is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and the content of iron (Fe) is 0 The ratio of cobalt (Co) to the total of tin (Sn) and cobalt (Co) (Co / (Sn + Co)) is 30% by mass or more and 70% by mass or less. Is preferred. Further, for example, as a composition when the content of iron (Fe) is set to be large, the content of carbon (C) is 11.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, tin (Sn) and cobalt ( The total ratio of cobalt (Co) and iron (Fe) to the total of (Co) and iron (Fe) ((Co + Fe) / (Sn + Co + Fe)) is 26.4% by mass or more and 48.5% by mass or less, cobalt ( The ratio of cobalt (Co) to the total of (Co) and iron (Fe) (Co / (Co + Fe)) is preferably 9.9 mass% or more and 79.5 mass% or less. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range. Since the crystallinity of the CoSnFeC-containing material, the method for measuring the bonding state of elements, the formation method, and the like are the same as those of the above-described CoSnC-containing material, detailed description thereof is omitted.

リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料として、ケイ素(Si)の単体、合金あるいは化合物や、スズ(Sn)の単体、合金あるいは化合物や、それらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料を用いた負極活物質層4Bは、例えば、気相法、液相法、溶射法、塗布法あるいは焼成法、またはそれらの2種以上の方法を用いて形成される。   As a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li), silicon (Si) simple substance, alloy or compound, tin (Sn) simple substance, alloy or compound, one or more of them The negative electrode active material layer 4B using a material having at least a part of the phase is formed using, for example, a gas phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a coating method, a firing method, or two or more of these methods. The

ケイ素(Si)の単体、合金あるいは化合物や、スズ(Sn)の単体、合金あるいは化合物や、それらの1種あるいは2種以上の相を少なくとも一部に有する材料を用いた負極活物質層4Bを気相法、液相法、溶射法、塗布法あるいは焼成法、またはそれらの2種以上の方法を用いて形成する場合には、負極集電体4Aと負極活物質層4Bとが界面の少なくとも一部において合金化していることがあり好ましい。さらに、真空雰囲気下または非酸化性雰囲気下で熱処理を行い、合金化するようにしてもよい。具体的には、両者の界面において、負極集電体4Aの構成元素が負極活物質層4Bに拡散していてもよいし、負極活物質層4Bの構成元素が負極集電体4Aに拡散していてもよいし、それらの構成元素が互いに拡散し合っていてもよい。充放電時における負極活物質層4Bの膨張および収縮に起因する破壊が抑制されると共に、負極集電体4Aと負極活物質層4Bとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。   A negative electrode active material layer 4B using a simple substance, an alloy or a compound of silicon (Si), a simple substance, an alloy or a compound of tin (Sn), or a material having one or more phases thereof at least in part. In the case of forming by using a vapor phase method, a liquid phase method, a thermal spraying method, a coating method or a firing method, or two or more of these methods, the negative electrode current collector 4A and the negative electrode active material layer 4B are at least at the interface. Some are alloyed, which is preferable. Furthermore, heat treatment may be performed in a vacuum atmosphere or a non-oxidizing atmosphere to form an alloy. Specifically, the constituent element of the negative electrode current collector 4A may diffuse into the negative electrode active material layer 4B at the interface between them, or the constituent element of the negative electrode active material layer 4B diffuses into the negative electrode current collector 4A. These constituent elements may be diffused with each other. This is because breakage due to expansion and contraction of the negative electrode active material layer 4B during charging / discharging is suppressed, and electronic conductivity between the negative electrode current collector 4A and the negative electrode active material layer 4B can be improved. .

なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長(Chemical Vapor Deposition :CVD)法またはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電解鍍金または無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。塗布法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合したのち、溶剤に分散させて塗布する方法である。焼成法とは、例えば、塗布法によって塗布したのち、結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。   As the vapor phase method, for example, physical deposition method or chemical deposition method, specifically, vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, laser ablation method, thermal chemical vapor deposition (CVD) Or plasma chemical vapor deposition. As the liquid phase method, a known method such as electrolytic plating or electroless plating can be used. The application method is, for example, a method in which a particulate negative electrode active material is mixed with a binder and then dispersed in a solvent and applied. The baking method is, for example, a method in which a heat treatment is performed at a temperature higher than the melting point of a binder or the like after being applied by a coating method. A known method can also be used for the firing method, for example, an atmospheric firing method, a reactive firing method, or a hot press firing method.

外装カップ5は、負極4を収容する導電性金属からなる容器であり、外部負極となる。具体的には、この外装カップ5は、例えば、アルミニウム(Al)、ステンレス(SUS)や、表面にニッケル(Ni)めっきが施された鉄(Fe)などからなる金属容器を用いる。   The exterior cup 5 is a container made of a conductive metal that accommodates the negative electrode 4 and serves as an external negative electrode. Specifically, the outer cup 5 uses, for example, a metal container made of aluminum (Al), stainless steel (SUS), iron (Fe) plated with nickel (Ni), or the like.

セパレータ3は、正極2と、負極4とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ非水電解液中のリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ3は、微小な孔を多数有する微多孔性膜からなる。ここで、微多孔性膜とは、平均孔径が5μm以下程度の微孔を多数有する樹脂膜のことである。また、セパレータ3としては、材料として従来の電池に使用されてきたものを利用することが可能である。そのなかでも、ショート防止効果に優れ、且つシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリプロピレンやポリオレフィンなどからなる微多孔性フィルムを用いる。   The separator 3 separates the positive electrode 2 and the negative electrode 4 and allows lithium ions in the non-aqueous electrolyte to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between both electrodes. The separator 3 is made of a microporous membrane having a large number of minute holes. Here, the microporous membrane is a resin membrane having a large number of micropores having an average pore diameter of about 5 μm or less. Moreover, as the separator 3, what has been used for the conventional battery as a material can be utilized. Among them, a microporous film made of polypropylene, polyolefin, or the like that is excellent in short-circuit prevention effect and can improve battery safety by a shutdown effect is used.

ガスケット7は、外装カップ5に組み込まれ一体化された構成となっており、例えばポリプロピレンなどの有機樹脂で形成されている。ガスケット7は、外部正極となる外装缶6と、外部負極となる外装カップ5とを絶縁させていると共に、外装カップ5および外装缶6内に充填された非水電解液の漏出を防止させるように機能する。   The gasket 7 has a structure in which it is integrated into the exterior cup 5 and is made of, for example, an organic resin such as polypropylene. The gasket 7 insulates the outer can 6 serving as the external positive electrode from the outer cup 5 serving as the external negative electrode, and prevents leakage of the nonaqueous electrolyte filled in the outer cup 5 and the outer can 6. To work.

次に、二次電池の第1の例の製造方法について説明する。正極2は、例えば、以下に説明するようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを非水溶媒などに分散させ正極合剤塗液を調製する。次に、この正極合剤塗液を、例えば、アルミニウム(Al)箔などの金属箔状の正極集電体2Aに均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮成型して正極活物質層2Bを形成する。これにより、正極2が得られる。   Next, the manufacturing method of the 1st example of a secondary battery is demonstrated. The positive electrode 2 is produced, for example, as described below. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are dispersed in a non-aqueous solvent to prepare a positive electrode mixture coating solution. Next, this positive electrode mixture coating solution is uniformly applied to a positive electrode current collector 2A in the form of a metal foil such as an aluminum (Al) foil, dried, and then compression molded to form the positive electrode active material layer 2B. Form. Thereby, the positive electrode 2 is obtained.

負極4は、例えば、以下に説明するようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを非水溶媒などに分散させ負極合剤塗液を調製する。この負極合剤塗液を、例えば銅(Cu)箔などの金属箔状の負極集電体4Aに均一に塗布し、乾燥させた後、圧縮して負極活物質層4Bを形成する。これにより、負極4が得られる。   The negative electrode 4 is produced, for example, as described below. First, for example, a negative electrode active material and a binder are dispersed in a non-aqueous solvent or the like to prepare a negative electrode mixture coating solution. This negative electrode mixture coating solution is uniformly applied to a metal foil-like negative electrode current collector 4A such as a copper (Cu) foil, dried, and then compressed to form the negative electrode active material layer 4B. Thereby, the negative electrode 4 is obtained.

次に、正極2を外装缶6に収容し、負極4を外装カップ5に収容し、正極2と負極4との間に、ポリプロピレン製の多孔質膜などからなるセパレータ3を配置する。これにより、非水電解質電池は、正極2と、セパレータ3と、負極4とが順次に積層された内部構造となる。   Next, the positive electrode 2 is accommodated in the outer can 6, the negative electrode 4 is accommodated in the outer cup 5, and the separator 3 made of a polypropylene porous film or the like is disposed between the positive electrode 2 and the negative electrode 4. Thereby, the nonaqueous electrolyte battery has an internal structure in which the positive electrode 2, the separator 3, and the negative electrode 4 are sequentially laminated.

次に、非水電解液を、外装缶6および外装カップ5に注液し、ガスケット7を介して外装缶6と外装カップ5とを固定する。以上のようにして図1に示した二次電池が得られる。   Next, the nonaqueous electrolyte is poured into the outer can 6 and the outer cup 5, and the outer can 6 and the outer cup 5 are fixed via the gasket 7. The secondary battery shown in FIG. 1 is obtained as described above.

次に、この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いた二次電池の第2の例について説明する。図2は、二次電池の第2の例の構成を示す断面図である。   Next, a second example of the secondary battery using the nonaqueous electrolyte according to the first embodiment of the present invention will be described. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration of a second example of the secondary battery.

この二次電池は、例えば、非水電解質二次電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池である。この非水電解質電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の帯状の正極21と帯状の負極22とがセパレータ23を介して巻回された巻回電極体20を有している。セパレータ23には、液状の非水電解質である非水電解液が含浸されている。電池缶11は、例えばニッケル(Ni)のめっきがされた鉄(Fe)により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶11の内部には、巻回電極体20を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板12、絶縁板13がそれぞれ配されている。   This secondary battery is, for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery, for example, a lithium ion secondary battery. This non-aqueous electrolyte battery is a so-called cylindrical type, and a pair of strip-like positive electrode 21 and strip-like negative electrode 22 are wound through a separator 23 in a substantially hollow cylindrical battery can 11. A wound electrode body 20 is provided. The separator 23 is impregnated with a non-aqueous electrolyte that is a liquid non-aqueous electrolyte. The battery can 11 is made of, for example, iron (Fe) plated with nickel (Ni), and has one end closed and the other end open. Inside the battery can 11, a pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the winding electrode body 20.

電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、この電池蓋14の内側に設けられた安全弁機構15および熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient;PTC素子)16とが、ガスケット17を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶11の内部は密閉されている。   At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14 and a heat sensitive resistance element (Positive Temperature Coefficient; PTC element) 16 are interposed via a gasket 17. It is attached by caulking, and the inside of the battery can 11 is sealed.

電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により構成されている。安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されており、内部短絡または外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板15Aが反転して電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子16は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。   The battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11. The safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the heat sensitive resistance element 16, and the disk plate 15A is reversed when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating. Thus, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut off. When the temperature rises, the heat sensitive resistance element 16 limits the current by increasing the resistance value and prevents abnormal heat generation due to a large current. The gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and asphalt is applied to the surface.

巻回電極体20は、例えば、センターピン24を中心に巻回されている。巻回電極体20の正極21にはアルミニウム(Al)などよりなる正極リード25が接続されており、負極22にはニッケルなどよりなる負極リード26が接続されている。正極リード25は安全弁機構15に溶接されることにより電池蓋14と電気的に接続されており、負極リード26は電池缶11に溶接され電気的に接続されている。   The wound electrode body 20 is wound around a center pin 24, for example. A positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22. The positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.

図3は、図2に示した巻回電極体20の一部を拡大して示す断面図である。以下、図3を参照しながら、非水電解質電池を構成する正極21、負極22、セパレータ23について順次説明する。   FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view showing a part of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG. Hereinafter, the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 constituting the nonaqueous electrolyte battery will be sequentially described with reference to FIG.

正極21は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体21Aの両面に正極活物質層21Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。正極集電体21Aは、上述の第1の例の正極集電体2Aと同様の構成を有しており、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。   The positive electrode 21 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 21A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the positive electrode active material layer 21B may be provided on only one surface of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode current collector 21A has the same configuration as that of the positive electrode current collector 2A of the first example described above, and is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil.

正極活物質層21Bは、例えば、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な正極材料を含んで構成されており、必要に応じてグラファイトなどの導電剤およびポリフッ化ビニリデン(PVDF)などの結着剤を含んで構成されている。リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上述の第1の例で説明したものと同様であるので、詳細な説明を省略する。   The positive electrode active material layer 21B includes, for example, a positive electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li). If necessary, a conductive agent such as graphite and polyvinylidene fluoride (PVDF) are used. It is configured to contain a binder. Since the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium is the same as that described in the first example, detailed description thereof is omitted.

負極22は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bが設けられた領域を有するようにしてもよい。負極集電体22Aは、上述の第1の例の負極集電体4Aと同様の構成を有しており、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。   The negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A having a pair of opposed surfaces. Although not shown, the negative electrode current collector 22A may have a region where the negative electrode active material layer 22B is provided only on one surface. The negative electrode current collector 22A has the same configuration as that of the negative electrode current collector 4A of the first example described above, and is configured by, for example, a metal foil such as a copper foil.

負極活物質層22Bは、例えば、リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層21Bと同様の結着剤を含んで構成されている。リチウム(Li)を吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上述の第1の例で説明したものと同様であるので、詳細な説明を省略する。   The negative electrode active material layer 22B includes, for example, a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li), and includes a binder similar to that of the positive electrode active material layer 21B as necessary. It is configured. Since the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium (Li) is the same as that described in the first example, detailed description thereof is omitted.

セパレータ23は、上述の第1の例で説明したセパレータ3と同様であるので詳細な説明を省略する。   Since the separator 23 is the same as the separator 3 described in the first example, detailed description thereof is omitted.

次に、この二次電池の第2の例の製造方法の一例について説明する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成する。これにより、正極21が得られる。   Next, an example of a manufacturing method of the second example of the secondary battery will be described. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like material. A positive electrode mixture slurry is prepared. Next, the positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21A, the solvent is dried, and the positive electrode active material layer 21B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the positive electrode 21 is obtained.

また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成する。これにより、負極22が得られる。   Further, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry Is made. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like. Thereby, the negative electrode 22 is obtained.

次に、正極集電体21Aに正極リード25を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体22Aに負極リード26を溶接などにより取り付ける。そののち、正極21と負極22とをセパレータ23を介して積層させてから、長手方向において巻回させて巻回電極体20を作製する。続いて、巻回電極体20の巻回中心部にセンターピン24を挿入する。続いて、巻回電極体20を一対の絶縁板12,13で挟みながら電池缶11の内部に収納すると共に、正極リード25の先端部を安全弁機構15に溶接し、負極リード26の先端部を電池缶11に溶接する。続いて、非水電解液を電池缶11の内部に注入し、セパレータ23に含浸させる。そののち、電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機構15および熱感抵抗素子16をガスケット17を介してかしめることにより固定する。これにより、図2および図3に示した二次電池が得られる。   Next, the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like. After that, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are laminated via the separator 23 and then wound in the longitudinal direction to produce the wound electrode body 20. Subsequently, the center pin 24 is inserted into the winding center portion of the winding electrode body 20. Subsequently, the spirally wound electrode body 20 is housed in the battery can 11 while being sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13, the tip of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the tip of the negative electrode lead 26 is attached. Weld to battery can 11. Subsequently, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23. After that, the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through the gasket 17. Thereby, the secondary battery shown in FIG. 2 and FIG. 3 is obtained.

次に、二次電池の第3の例について説明する。図4は、二次電池の第3の例の一構成例を示す断面図である。この二次電池は、正極リード31および負極リード32が取り付けられた巻回電極体30をフィルム状の外装部材40の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。   Next, a third example of the secondary battery will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing a configuration example of the third example of the secondary battery. In this secondary battery, a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is accommodated in a film-like exterior member 40, and can be reduced in size, weight, and thickness. ing.

正極リード31および負極リード32は、それぞれ外装部材40の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード31および負極リード32は、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)またはステンレス(SUS)などの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。   The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are led out from the inside of the exterior member 40 toward the outside, for example, in the same direction. The positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of a metal material such as aluminum (Al), copper (Cu), nickel (Ni), or stainless steel (SUS), and each have a thin plate shape or a mesh shape. Yes.

外装部材40は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材40は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体30とが対向するように配設されており、各外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装部材40と正極リード31および負極リード32との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム41が挿入されている。密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。   The exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. The exterior member 40 is disposed, for example, so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion or an adhesive. An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air. The adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装部材40は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。   The exterior member 40 may be made of a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.

図5は、図4に示した巻回電極体30のI−I線に沿った断面図である。巻回電極体30は、正極33と負極34とをセパレータ35および電解質層36を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ37により保護されている。   FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line II of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG. The wound electrode body 30 is obtained by stacking and winding a positive electrode 33 and a negative electrode 34 with a separator 35 and an electrolyte layer 36 interposed therebetween, and the outermost peripheral portion is protected by a protective tape 37.

正極33は、正極集電体33Aの片面または両面に正極活物質層33Bが設けられた構造を有している。負極34は、負極集電体34Aの片面または両面に負極活物質層34Bが設けられた構造を有しており、負極活物質層34Bと正極活物質層33Bとが対向するように配置されている。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34A、負極活物質層34Bおよびセパレータ35の構成は、それぞれ第1の例または第2の例で説明した正極集電体2A,21A、正極活物質層2B,21B、負極集電体4A,22A、負極活物質層4B,22Bおよびセパレータ3,23と同様であるので詳細な説明を省略する。   The positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A. The negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. Yes. The configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are the positive electrode current collectors 2A and 21A described in the first example or the second example, respectively. Since the positive electrode active material layers 2B and 21B, the negative electrode current collectors 4A and 22A, the negative electrode active material layers 4B and 22B, and the separators 3 and 23 are the same, detailed description thereof is omitted.

電解質層36は、上述した非水電解液と、この非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状の非水電解質となっている。ゲル状の電解質層36は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。なお、電解質層36には、非水電解液を高分子化合物に保持させることなく、そのまま用いてもよい。   The electrolyte layer 36 includes the above-described non-aqueous electrolyte and a polymer compound serving as a holding body that holds the non-aqueous electrolyte, and is a so-called gel-like non-aqueous electrolyte. The gel electrolyte layer 36 is preferable because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented. The electrolyte layer 36 may be used as it is without holding the non-aqueous electrolyte in the polymer compound.

次に、二次電池の第3の例の製造方法の一例について説明する。まず、正極33および負極34のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、式(1)で表される化合物と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層36を形成する。そののち、正極集電体33Aの端部に正極リード31を溶接により取り付けると共に、負極集電体34Aの端部に負極リード32を溶接により取り付ける。   Next, an example of the manufacturing method of the 3rd example of a secondary battery is demonstrated. First, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a compound represented by the formula (1), a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized. Thus, the electrolyte layer 36 is formed. After that, the positive electrode lead 31 is attached to the end of the positive electrode current collector 33A by welding, and the negative electrode lead 32 is attached to the end of the negative electrode current collector 34A by welding.

次に、電解質層36が形成された正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ37を接着して巻回電極体30を形成する。最後に、例えば、外装部材40の間に巻回電極体30を挟み込み、外装部材40の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード31および負極リード32と外装部材40との間には密着フィルム41を挿入する。これにより、図4および図5に示した二次電池が得られる。   Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and a protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion. The wound electrode body 30 is formed by bonding. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 4 and 5 is obtained.

また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極33および負極34を作製し、正極33および負極34に正極リード31および負極リード32を取り付けたのち、正極33と負極34とをセパレータ35を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ37を接着して、巻回電極体30を形成する。次に、この巻回電極体30を外装部材40に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材40の内部に収納する。続いて、溶媒と、電解質塩と、式(1)で表される化合物と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材40の内部に注入する。   Further, this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are prepared as described above, and after the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and wound. The wound electrode body 30 is formed by rotating and bonding the protective tape 37 to the outermost periphery. Next, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape and housed inside the exterior member 40. Subsequently, a solvent, an electrolyte salt, a compound represented by the formula (1), a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary. An electrolyte composition is prepared and injected into the exterior member 40.

電解質用組成物を注入したのち、外装部材40の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることにより電解質層36を形成する。以上により、図4および図5に示した二次電池が得られる。   After injecting the electrolyte composition, the opening of the exterior member 40 is heat-sealed and sealed in a vacuum atmosphere. Next, the electrolyte layer 36 is formed by applying heat to polymerize the monomer to obtain a polymer compound. Thus, the secondary battery shown in FIGS. 4 and 5 is obtained.

次に、この発明の他の実施の形態について説明する。   Next, another embodiment of the present invention will be described.

[第2の実施の形態]
図6は、この発明の第2の実施の形態における負極の断面構成を表している。この負極100は、例えば二次電池などの電気化学デバイスに用いられるものであり、一対の面を有する負極集電体101と、その負極集電体101に設けられた負極活物質層102と、その負極活物質層102に設けられた被膜103とを有している。この負極活物質層102は、負極集電体101の両面に設けられていてもよいし、片面だけに設けられていてもよい。被膜103も同様である。なお、以下では、この負極100において吸蔵および放出される電極反応物質をリチウム(Li)とした場合について説明する。
[Second Embodiment]
FIG. 6 shows a cross-sectional configuration of the negative electrode in the second embodiment of the present invention. The negative electrode 100 is used for an electrochemical device such as a secondary battery, for example, a negative electrode current collector 101 having a pair of surfaces, a negative electrode active material layer 102 provided on the negative electrode current collector 101, And a coating 103 provided on the negative electrode active material layer 102. The negative electrode active material layer 102 may be provided on both sides of the negative electrode current collector 101 or may be provided only on one side. The same applies to the coating 103. Hereinafter, a case where the electrode reactant that is occluded and released in the negative electrode 100 is lithium (Li) will be described.

負極集電体101は、例えば、第1の実施の形態における二次電池の第1〜第3の例の負極集電体4A,22A,34Bと同様の構成を有しているので、詳細な説明を省略する。   The negative electrode current collector 101 has, for example, the same configuration as the negative electrode current collectors 4A, 22A, and 34B of the first to third examples of the secondary battery in the first embodiment. Description is omitted.

負極活物質層102は、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。この負極材料は、第1の実施の形態における二次電池の第1の例において説明したものと同様であるので、詳細な説明を省略する。   The negative electrode active material layer 102 includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material. Since this negative electrode material is the same as that described in the first example of the secondary battery in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

負極活物質層102では、上述した負極材料よりなる負極活物質は、複数の粒子状をなしている。すなわち、負極活物質層102は、複数の負極活物質粒子を有している。この負極活物質粒子は、例えば、上述した気相法などによって形成されている。ただし、負極活物質粒子は、気相法以外の方法によって形成されていてもよい。   In the negative electrode active material layer 102, the negative electrode active material made of the negative electrode material described above has a plurality of particles. That is, the negative electrode active material layer 102 has a plurality of negative electrode active material particles. The negative electrode active material particles are formed by, for example, the above-described vapor phase method. However, the negative electrode active material particles may be formed by a method other than the gas phase method.

負極活物質粒子が気相法によって形成されている場合には、その負極活物質粒子が単一の堆積工程を経て形成された単層構造を有していてもよいし、複数回の堆積工程を経て形成された多層構造を有していてもよい。ただし、堆積時に高熱を伴う蒸着法などによって負極活物質粒子を形成する場合には、その負極活物質粒子が多層構造を有しているものであることが好ましい。負極材料の堆積工程を複数回に分割して行う(負極材料を順次薄く形成して堆積させる)ことにより、その堆積工程を1回で行う場合と比較して負極集電体101が高熱に晒される時間が短くなり、熱的ダメージを受けにくくなるからである。   When the negative electrode active material particles are formed by a vapor phase method, the negative electrode active material particles may have a single layer structure formed through a single deposition process, or a plurality of deposition processes. You may have the multilayered structure formed through these. However, in the case where the negative electrode active material particles are formed by a vapor deposition method with high heat during deposition, the negative electrode active material particles preferably have a multilayer structure. By performing the deposition process of the negative electrode material in a plurality of times (the negative electrode material is sequentially formed and deposited), the negative electrode current collector 101 is exposed to high heat as compared with the case where the deposition process is performed once. This is because the time required for heat treatment is shortened and it is difficult to receive thermal damage.

この負極活物質粒子は、例えば、負極集電体101の表面から負極活物質層102の厚さ方向に成長しており、その根元において負極集電体101に連結されている。この場合には、負極活物質粒子が気相法によって形成されており、上述したように、負極集電体101との界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、両者の界面において、負極集電体101の構成元素が負極活物質粒子に拡散していてもよいし、負極活物質粒子の構成元素が負極集電体101に拡散していてもよいし、両者の構成元素が互いに拡散し合っていてもよい。   The negative electrode active material particles grow, for example, from the surface of the negative electrode current collector 101 in the thickness direction of the negative electrode active material layer 102 and are connected to the negative electrode current collector 101 at the base. In this case, it is preferable that the negative electrode active material particles are formed by a vapor phase method and alloyed at least at a part of the interface with the negative electrode current collector 101 as described above. Specifically, the constituent element of the negative electrode current collector 101 may be diffused into the negative electrode active material particles at the interface between them, or the constituent element of the negative electrode active material particles is diffused into the negative electrode current collector 101. Alternatively, the constituent elements of both may diffuse to each other.

特に、負極活物質層102は、必要に応じて、負極活物質粒子の表面(非水電解液と接する領域)を被覆する酸化物含有膜を有していることが好ましい。非水電解液を備えた二次電池などの電気化学デバイスに負極100が用いられた場合に、酸化物含有膜が非水電解液に対する保護膜として機能するため、充放電を繰り返しても非水電解液の分解反応が抑制されるからである。この酸化物含有膜は、負極活物質粒子の表面のうちの一部を被覆していてもよいし、全部を被覆していてもよい。   In particular, the negative electrode active material layer 102 preferably has an oxide-containing film that covers the surface of the negative electrode active material particles (a region in contact with the nonaqueous electrolytic solution) as necessary. When the negative electrode 100 is used in an electrochemical device such as a secondary battery equipped with a non-aqueous electrolyte, the oxide-containing film functions as a protective film against the non-aqueous electrolyte. This is because the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed. This oxide-containing film may cover a part of the surface of the negative electrode active material particles, or may cover the whole.

この酸化物含有膜は、金属元素または半金属元素の酸化物を含有している。この金属元素または半金属元素の酸化物としては、例えば、アルミニウム(Al)、ケイ素(Si)、亜鉛(Zn)、ゲルマニウム(Ge)またはスズ(Sn)などの酸化物が挙げられる。中でも、この酸化物含有膜は、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)およびスズ(Sn)からなる群のうちの少なくとも1種の酸化物を含有していることが好ましく、特にケイ素(Si)の酸化物を含有していることが好ましい。負極活物質粒子の表面を全体に渡って容易に被覆しやすいと共に、優れた保護機能を得ることができるからである。もちろん、酸化物含有膜は、上述した酸化物以外の他の酸化物を含有していてもよい。   This oxide-containing film contains an oxide of a metal element or a metalloid element. Examples of the metal element or metalloid oxide include oxides such as aluminum (Al), silicon (Si), zinc (Zn), germanium (Ge), and tin (Sn). Among these, the oxide-containing film preferably contains at least one oxide selected from the group consisting of silicon (Si), germanium (Ge), and tin (Sn). It preferably contains an oxide. This is because the entire surface of the negative electrode active material particles can be easily covered and an excellent protective function can be obtained. Of course, the oxide-containing film may contain an oxide other than the above-described oxides.

この酸化物含有膜は、例えば、気相法または液相法などの1種または2種以上の方法を用いて形成することができる。この場合の気相法としては、例えば、蒸着法、スパッタ法またはCVD法などが挙げられ、液相法としては、例えば、液相析出法、ゾルゲル法、ポリシラザン法、電析法、塗布法またはディップコーティング法などが挙げられる。中でも、液相法が好ましく、液相析出法がより好ましい。負極活物質粒子の表面を広い範囲に渡って容易に被覆しやすいからである。なお、液相析出法では、まず、金属元素または半金族元素のフッ化物錯体と共にアニオン捕捉剤としてフッ化物イオンを配位しやすい溶存種を含む溶液中において、フッ化物錯体から生じるフッ化物イオンをアニオン捕捉剤に捕捉させることによって、負極活物質粒子の表面が被覆されるように金属元素または半金族元素の酸化物を析出させる。こののち、水洗および乾燥させることにより、酸化物含有膜を形成する。   This oxide-containing film can be formed by using one or more methods such as a gas phase method or a liquid phase method. Examples of the vapor phase method in this case include a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method. Examples of the liquid phase method include a liquid phase deposition method, a sol-gel method, a polysilazane method, an electrodeposition method, a coating method, or a coating method. Examples include dip coating. Among these, the liquid phase method is preferable, and the liquid phase precipitation method is more preferable. This is because the surface of the negative electrode active material particles can be easily covered over a wide range. In the liquid phase precipitation method, first, fluoride ions generated from a fluoride complex in a solution containing a fluoride complex of a metal element or a semi-metal group element and a dissolved species that easily coordinates fluoride ions as an anion scavenger. Is captured by an anion scavenger to deposit an oxide of a metal element or a semi-metal group element so that the surface of the negative electrode active material particles is coated. Thereafter, the oxide-containing film is formed by washing with water and drying.

また、負極活物質層102は、必要に応じて、負極活物質粒子の粒子間の隙間および粒子内の隙間に、リチウム(Li)と合金化しない金属材料を有していることが好ましい。金属材料を介して複数の負極活物質粒子が結着されると共に、上述した隙間に金属材料が存在することで負極活物質層102の膨張および収縮が抑制されるため、負極100が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合にサイクル特性を向上させることができるからである。   In addition, the negative electrode active material layer 102 preferably includes a metal material that does not alloy with lithium (Li) in the gaps between the negative electrode active material particles and the gaps in the particles as necessary. Since a plurality of negative electrode active material particles are bound via a metal material, and the expansion and contraction of the negative electrode active material layer 102 are suppressed by the presence of the metal material in the gaps described above, the negative electrode 100 is a secondary battery. This is because the cycle characteristics can be improved when used in electrochemical devices such as the above.

この金属材料は、例えば、リチウム(Li)と合金化しない金属元素を構成元素として有している。このような金属元素としては、例えば、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)および銅(Cu)からなる群のうちの少なくとも1種が挙げられ、中でもコバルト(Co)が好ましい。上述した隙間に金属材料が容易に入り込みやすくなると共に、優れた結着機能を得ることができるからである。もちろん、金属材料は、上述した金属元素以外の他の金属元素を有していてもよい。ただし、ここで言う「金属材料」とは、単体に限らず、合金や金属化合物まで含む広い概念を表すものである。この金属材料は、例えば、気相法または液相法によって形成されており、中でも電解鍍金法または無電解鍍金法などの液相法が好ましく、電解鍍金法がより好ましい。上述した隙間に金属材料が入り込みやすくなると共に、その形成時間が短くて済むからである。   This metal material has, for example, a metal element that does not alloy with lithium (Li) as a constituent element. Examples of such a metal element include at least one selected from the group consisting of iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), and copper (Cu). Co) is preferred. This is because the metal material can easily enter the gaps described above and an excellent binding function can be obtained. Of course, the metal material may have a metal element other than the metal elements described above. However, the “metal material” mentioned here represents a broad concept including not only a simple substance but also an alloy and a metal compound. The metal material is formed by, for example, a gas phase method or a liquid phase method, and among them, a liquid phase method such as an electrolytic plating method or an electroless plating method is preferable, and an electrolytic plating method is more preferable. This is because the metal material can easily enter the gaps described above and the formation time can be shortened.

なお、負極活物質層102は、上述の酸化物含有膜または金属材料のいずれか一方だけを有していてもよいし、双方を有していてもよい。ただし、二次電池などの電気化学デバイスのサイクル特性をより向上させるためには、双方を有していることが好ましい。   Note that the negative electrode active material layer 102 may include only one or both of the above-described oxide-containing film and metal material. However, in order to further improve the cycle characteristics of an electrochemical device such as a secondary battery, it is preferable to have both.

ここで、図7〜図10を参照して、負極100の詳細な構成について説明する。なお、図7〜図10では、被膜103を省略して示している。   Here, the detailed configuration of the negative electrode 100 will be described with reference to FIGS. 7 to 10, the coating 103 is omitted.

まず、負極活物質層102が複数の負極活物質粒子と共に酸化物含有膜を有する場合について説明する。図7は第2の実施の形態における負極100の断面構造を模式的に表しており、図8は参考例の負極の断面構造を模式的に表している。なお、図7および図8では、負極活物質粒子が単層構造を有している場合を示している。   First, the case where the negative electrode active material layer 102 has an oxide-containing film together with a plurality of negative electrode active material particles will be described. FIG. 7 schematically shows a cross-sectional structure of the negative electrode 100 according to the second embodiment, and FIG. 8 schematically shows a cross-sectional structure of the negative electrode of the reference example. 7 and 8 show a case where the negative electrode active material particles have a single layer structure.

この負極100では、図7に示したように、例えば、蒸着法などの気相法によって負極集電体101上に負極材料が堆積されると、その負極集電体101上に複数の負極活物質粒子201が形成される。この場合には、負極集電体101の表面が粗面化され、その表面に複数の突起部(例えば、電解処理により形成された微粒子)が存在すると、負極活物質粒子201が上述した突起部ごとに厚さ方向に成長するため、複数の負極活物質粒子201が負極集電体101上において配列されると共に根元において負極集電体101に連結される。こののち、例えば、液相析出法などの液相法によって負極活物質粒子201の表面に酸化物含有膜202が形成されると、その酸化物含有膜202は負極活物質粒子201の表面をほぼ全体に渡って被覆し、特に、負極活物質粒子201の頭頂部から根元に至る広い範囲を被覆する。この酸化物含有膜202による広範囲な被覆状態は、その酸化物含有膜202が液相法によって形成された場合に得られる特徴である。すなわち、液相法によって酸化物含有膜202を形成すると、その被覆作用が負極活物質粒子201の頭頂部だけでなく根元まで広く及ぶため、その根元まで酸化物含有膜202によって被覆される。   In the negative electrode 100, as shown in FIG. 7, when a negative electrode material is deposited on the negative electrode current collector 101 by a vapor phase method such as a vapor deposition method, a plurality of negative electrode actives are formed on the negative electrode current collector 101. Material particles 201 are formed. In this case, when the surface of the negative electrode current collector 101 is roughened and a plurality of protrusions (for example, fine particles formed by electrolytic treatment) exist on the surface, the negative electrode active material particles 201 have the protrusions described above. Each of the negative electrode active material particles 201 is arranged on the negative electrode current collector 101 and connected to the negative electrode current collector 101 at the root. After that, for example, when the oxide-containing film 202 is formed on the surface of the negative electrode active material particle 201 by a liquid phase method such as a liquid phase precipitation method, the oxide-containing film 202 substantially covers the surface of the negative electrode active material particle 201. The entire surface is covered, and in particular, a wide range from the top of the negative electrode active material particle 201 to the root is covered. This wide covering state by the oxide-containing film 202 is a characteristic obtained when the oxide-containing film 202 is formed by a liquid phase method. That is, when the oxide-containing film 202 is formed by a liquid phase method, the covering action extends not only to the top of the negative electrode active material particles 201 but also to the root, so that the base is covered with the oxide-containing film 202.

これに対して、参考例の負極では、図8に示したように、例えば、気相法によって複数の負極活物質粒子201が形成されたのち、同様に蒸着法などの気相法によって酸化物含有膜203が形成されると、その酸化物含有膜203は負極活物質粒子201の頭頂部だけを被覆する。この酸化物含有膜203による狭範囲な被覆状態は、その酸化物含有膜203が気相法によって形成された場合に得られる特徴である。すなわち、気相法によって酸化物含有膜203を形成すると、その被覆作用が負極活物質粒子201の頭頂部に及ぶものの根元まで及ばないため、その根元までは酸化物含有膜203によって被覆されない。   On the other hand, in the negative electrode of the reference example, as shown in FIG. 8, for example, after a plurality of negative electrode active material particles 201 are formed by a vapor phase method, the oxide is similarly formed by a vapor phase method such as a vapor deposition method. When the containing film 203 is formed, the oxide-containing film 203 covers only the tops of the negative electrode active material particles 201. This narrow covering state by the oxide-containing film 203 is a characteristic obtained when the oxide-containing film 203 is formed by a vapor phase method. In other words, when the oxide-containing film 203 is formed by a vapor phase method, the covering action does not reach the root of the negative electrode active material particles 201, so that the base is not covered by the oxide-containing film 203.

なお、図7では、気相法によって負極活物質層102が形成される場合について説明したが、焼結法などによって負極活物質層102が形成される場合においても同様に、複数の負極活物質粒子の表面をほぼ全体に渡って被覆するように酸化物含有膜が形成される。   Note that although FIG. 7 illustrates the case where the negative electrode active material layer 102 is formed by a vapor phase method, a plurality of negative electrode active materials are similarly formed when the negative electrode active material layer 102 is formed by a sintering method or the like. An oxide-containing film is formed so as to cover the entire surface of the particles.

次に、負極活物質層102が複数の負極活物質粒子と共にリチウムと合金化しない金属材料を有する場合について説明する。図9は負極100の断面構造を拡大して表しており、(A)は走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)写真(二次電子像)、(B)は(A)に示したSEM像の模式絵である。図9では、複数の負極活物質粒子が粒子内に多層構造を有している場合を示している。   Next, a case where the negative electrode active material layer 102 includes a metal material that does not alloy with lithium together with a plurality of negative electrode active material particles will be described. FIG. 9 shows an enlarged cross-sectional structure of the negative electrode 100. (A) is a scanning electron microscope (SEM) photograph (secondary electron image), and (B) is an SEM shown in (A). It is a schematic picture of the statue. FIG. 9 shows a case where a plurality of negative electrode active material particles have a multilayer structure in the particles.

負極活物質粒子201が多層構造を有する場合には、その複数の負極活物質粒子201の密集構造、多層構造および表面構造に起因して、負極活物質層102中に複数の隙間204が生じている。この隙間204は、主に、発生原因に応じて分類された2種類の隙間204A,204Bを含んでいる。隙間204Aは、隣り合う負極活物質粒子201間に生じるものであり、隙間204Bは、負極活物質粒子201内の各階層間に生じるものである。   When the negative electrode active material particles 201 have a multilayer structure, a plurality of gaps 204 are generated in the negative electrode active material layer 102 due to the dense structure, the multilayer structure, and the surface structure of the plurality of negative electrode active material particles 201. Yes. The gap 204 mainly includes two types of gaps 204A and 204B classified according to the cause of occurrence. The gap 204 </ b> A is generated between adjacent negative electrode active material particles 201, and the gap 204 </ b> B is generated between layers in the negative electrode active material particles 201.

なお、負極活物質粒子201の露出面(最表面)には、空隙205が生じる場合がある。この空隙205は、負極活物質粒子201の表面にひげ状の微細な突起部(図示せず)が生じることに伴い、その突起部間に生じた空隙である。この空隙205は、負極活物質粒子201の露出面において、全体に渡って生じる場合もあれば、一部だけに生じる場合もある。ただし、上述したひげ状の突起部は、負極活物質粒子201の形成時ごとにその表面に生じるため、空隙205は、負極活物質粒子201の露出面だけでなく、各階層間にも生じる場合がある。   Note that a void 205 may be formed on the exposed surface (outermost surface) of the negative electrode active material particles 201. The void 205 is a void generated between the protrusions as a whisker-like fine protrusion (not shown) is generated on the surface of the negative electrode active material particle 201. The void 205 may occur over the entire exposed surface of the negative electrode active material particle 201 or may occur only in part. However, since the above-described whisker-like protrusions are generated on the surface every time the negative electrode active material particles 201 are formed, the voids 205 are generated not only on the exposed surface of the negative electrode active material particles 201 but also between the layers. There is.

図10は負極の他の断面構造を表しており、図9に対応している。負極活物質層102は、隙間204A,204Bに、リチウム(Li)と合金化しない金属材料206を有している。この場合には、隙間204A,204Bのうちのいずれか一方だけに金属材料206を有していてもよいが、双方に金属材料206を有していることが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。   FIG. 10 shows another cross-sectional structure of the negative electrode and corresponds to FIG. The negative electrode active material layer 102 includes a metal material 206 that does not alloy with lithium (Li) in the gaps 204A and 204B. In this case, only one of the gaps 204A and 204B may have the metal material 206, but it is preferable that both have the metal material 206. This is because a higher effect can be obtained.

この金属材料206は、隣り合う負極活物質粒子201間の隙間204Aに入り込んでいる。詳細には、気相法などによって負極活物質粒子201が形成される場合には、上述したように、負極集電体101の表面に存在する突起部ごとに負極活物質粒子201が成長するため、隣り合う負極活物質粒子201間に隙間204Aが生じる。この隙間204Aは、負極活物質層102の結着性を低下させる原因となるため、その結着性を高めるために、上述の隙間204Aに金属材料206が充填されている。この場合には、隙間204Aの一部でも充填されていればよいが、その充填量が多いほど好ましい。負極活物質層102の結着性がより向上するからである。金属材料206の充填量は、20%以上が好ましく、40%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましい。   This metal material 206 enters the gap 204 </ b> A between the adjacent negative electrode active material particles 201. Specifically, when the negative electrode active material particles 201 are formed by a vapor phase method or the like, as described above, the negative electrode active material particles 201 grow for each protrusion existing on the surface of the negative electrode current collector 101. A gap 204 </ b> A is generated between the adjacent negative electrode active material particles 201. Since the gap 204A causes a decrease in the binding property of the negative electrode active material layer 102, the above-described gap 204A is filled with the metal material 206 in order to improve the binding property. In this case, it is sufficient that a part of the gap 204A is filled, but the larger the filling amount, the better. This is because the binding property of the negative electrode active material layer 102 is further improved. The filling amount of the metal material 206 is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, and further preferably 80% or more.

また、金属材料206は、負極活物質粒子201内の隙間204Bに入り込んでいる。詳細には、負極活物質粒子201が多層構造を有する場合には、各階層間に隙間204Bが生じる。この隙間204Bは、上述の隙間204Aと同様に、負極活物質層102の結着性を低下させる原因となるため、その結着性を高めるために、上述の隙間204Bに金属材料206が充填されている。この場合には、隙間204Bの一部でも充填されていればよいが、その充填量が多いほど好ましい。負極活物質層102の結着性がより向上するからである。   In addition, the metal material 206 enters the gap 204 </ b> B in the negative electrode active material particles 201. Specifically, when the negative electrode active material particles 201 have a multilayer structure, a gap 204B is generated between the layers. Since the gap 204B causes a decrease in the binding property of the negative electrode active material layer 102 as in the case of the gap 204A, the gap 204B is filled with the metal material 206 in order to improve the binding property. ing. In this case, it is sufficient that a part of the gap 204B is filled, but a larger filling amount is preferable. This is because the binding property of the negative electrode active material layer 102 is further improved.

なお、負極活物質層102は、最上層の負極活物質粒子201の露出面に生じるひげ状の微細な突起部(図示せず)が電気化学デバイスの性能に悪影響を及ぼすことを抑えるために、空隙205に金属材料206を有していてもよい。詳細には、気相法などによって負極活物質粒子201が形成される場合には、その表面にひげ状の微細な突起部が生じるため、その突起部間に空隙205が生じる。この空隙205は、負極活物質粒子201の表面積の増加を招き、その表面に形成される不可逆性の被膜の量も増加させるため、電極反応の進行度を低下させる原因となる可能性がある。したがって、電極反応の進行度の低下を抑えるために、上述の空隙205に金属材料206が埋め込まれている。この場合には、空隙205の一部でも埋め込まれていればよいが、その埋め込む量が多いほど好ましい。電極反応の進行度の低下がより抑えられるからである。図10において、最上層の負極活物質粒子201の表面に金属材料206が点在していることは、その点在箇所に上述した微細な突起部が存在していることを表している。もちろん、金属材料206は、必ずしも負極活物質粒子201の表面に点在していなければならないわけではなく、その表面全体を被覆していてもよい。   Note that the negative electrode active material layer 102 has a beard-like fine protrusion (not shown) generated on the exposed surface of the uppermost negative electrode active material particle 201 in order to suppress adverse effects on the performance of the electrochemical device. The gap 205 may have a metal material 206. Specifically, when the negative electrode active material particles 201 are formed by a vapor phase method or the like, fine whisker-like protrusions are formed on the surface thereof, and voids 205 are generated between the protrusions. The voids 205 increase the surface area of the negative electrode active material particles 201 and increase the amount of irreversible coating film formed on the surface of the negative electrode active material particles 201, which may cause a decrease in the degree of progress of the electrode reaction. Therefore, the metal material 206 is embedded in the above-described gap 205 in order to suppress a decrease in the progress of the electrode reaction. In this case, it is sufficient that a part of the gap 205 is buried, but it is preferable that the amount to be buried is larger. This is because a decrease in the degree of progress of the electrode reaction is further suppressed. In FIG. 10, the fact that the metal material 206 is scattered on the surface of the uppermost negative electrode active material particle 201 indicates that the above-described fine protrusions are present at the spot. Of course, the metal material 206 does not necessarily have to be scattered on the surface of the negative electrode active material particle 201, and may cover the entire surface.

特に、隙間204Bに入り込んだ金属材料206は、各階層における空隙205を埋め込む機能も果たしている。詳細には、負極活物質粒子201が複数回に渡って堆積される場合には、その堆積時ごとに負極活物質粒子201の表面に上述した微細な突起部が生じる。このことから、金属材料206は、各階層における隙間204Bに充填されているだけでなく、各階層における空隙205も埋め込んでいる。   In particular, the metal material 206 that has entered the gap 204B also functions to fill the gap 205 in each layer. Specifically, when the negative electrode active material particles 201 are deposited a plurality of times, the fine protrusions described above are generated on the surface of the negative electrode active material particles 201 every time the negative electrode active material particles 201 are deposited. From this, the metal material 206 is not only filled in the gap 204B in each layer, but also fills the gap 205 in each layer.

確認までに、図9および図10では、負極活物質粒子201が多層構造を有しており、負極活物質層2中に隙間204A,204Bの双方が存在している場合について説明したため、負極活物質層102が隙間204A,204Bに金属材料206を有している。これに対して、負極活物質粒子201が単層構造を有しており、負極活物質層102中に隙間204Aだけが存在する場合には、負極活物質層102が隙間204Aだけに金属材料206を有することとなる。もちろん、空隙205は両者の場合において生じるため、いずれの場合においても空隙205に金属材料206を有する。   Before confirmation, in FIGS. 9 and 10, the case where the negative electrode active material particles 201 have a multilayer structure and both the gaps 204 </ b> A and 204 </ b> B exist in the negative electrode active material layer 2 has been described. The substance layer 102 has a metal material 206 in the gaps 204A and 204B. On the other hand, when the negative electrode active material particle 201 has a single-layer structure and only the gap 204A exists in the negative electrode active material layer 102, the negative electrode active material layer 102 has the metal material 206 only in the gap 204A. It will have. Of course, since the gap 205 is generated in both cases, the gap 205 includes the metal material 206 in either case.

被膜103は、上述した式(1)で表される化合物を含有している。この式(1)で表される化合物を含有する被膜103が設けられていることにより、負極100の化学的安定性を向上させることができる。よって、この負極100が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合に、負極100においてリチウムが効率よく吸蔵および放出されると共に、負極100が他の物質(例えば二次電池における非水電解質)と反応しにくくなるため、サイクル特性を向上させることができる。   The film 103 contains the compound represented by the formula (1) described above. By providing the coating 103 containing the compound represented by the formula (1), the chemical stability of the negative electrode 100 can be improved. Therefore, when the negative electrode 100 is used in an electrochemical device such as a secondary battery, lithium is efficiently inserted and extracted from the negative electrode 100, and the negative electrode 100 is made of another substance (for example, a nonaqueous electrolyte in a secondary battery). ), The cycle characteristics can be improved.

この被膜103は、負極活物質層102の全面を覆うように設けられていてもよいし、その表面の一部を覆うように設けられていてもよい。また、被膜103の一部は、負極活物質層102の内部に入り込んでいてもよい。   The coating 103 may be provided so as to cover the entire surface of the negative electrode active material layer 102, or may be provided so as to cover a part of the surface thereof. In addition, a part of the coating 103 may enter the negative electrode active material layer 102.

式(1)で表される化合物は、第1の実施の形態における非水電解質が含むものと同様であるので、詳細な説明を省略するが、中でも、化学的安定性が高いことから、式(3)で表される化合物、式(4)で表される化合物、式(6)で表される化合物または式(7)で表される化合物が好ましい。   Since the compound represented by the formula (1) is the same as that contained in the nonaqueous electrolyte in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. A compound represented by (3), a compound represented by formula (4), a compound represented by formula (6) or a compound represented by formula (7) is preferred.

被膜103は、式(1)で表される化合物と共に、長周期型周期表における1族の金属元素の塩または2族元素の塩(式(1)で表される化合物に該当するものを除く)を含有していてもよい。被膜抵抗が抑えられるため、負極が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合に、サイクル特性をより向上させることができるからである。   The film 103 is a salt of a group 1 metal element or a group 2 element salt in the long-period periodic table (excluding those corresponding to the compound represented by the formula (1) together with the compound represented by the formula (1). ) May be contained. This is because the film resistance can be suppressed, so that the cycle characteristics can be further improved when the negative electrode is used in an electrochemical device such as a secondary battery.

このような長周期型周期表における1族の金属元素の塩または2族元素の塩としては、例えば、長周期型周期表における1族の金属元素もしくは2族元素の炭酸塩、ハロゲン化物塩、ホウ酸塩、リン酸塩またはスルホン酸塩などが挙げられる。より具体的には、例えば、炭酸リチウム(Li2 CO3 )、フッ化リチウム(LiF)、四ホウ酸リチウム(Li2 4 7 )、メタホウ酸リチウム(LiBO2 )、ピロリン酸リチウム(Li4 2 7 )、トリポリリン酸リチウム(Li5 3 10)、オルトケイ酸リチウム(Li4 SiO4 )、メタケイ酸リチウム(Li2 SiO3 )、エタンジスルホン酸二リチウム、プロパンジスルホン酸二リチウム、スルホ酢酸二リチウム、スルホプロピオン酸二リチウム、スルホブタン酸二リチウム、スルホ安息香酸二リチウム、コハク酸二リチウム、スルホコハク酸三リチウム、スクエア酸二リチウム、エタンジスルホン酸マグネシウム、プロパンジスルホン酸マグネシウム、スルホ酢酸マグネシウム、スルホプロピオン酸マグネシウム、スルホブタン酸マグネシウム、スルホ安息香酸マグネシウム、コハク酸マグネシウム、二スルホコハク酸三マグネシウム、エタンジスルホン酸カルシウム、プロパンジスルホン酸カルシウム、スルホ酢酸カルシウム、スルホプロピオン酸カルシウム、スルホブタン酸カルシウム、スルホ安息香酸カルシウム、コハク酸カルシウム、二スルホコハク酸三カルシウムなどである。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。 Examples of the salt of the Group 1 metal element or the Group 2 element in the long-period periodic table include, for example, a Group 1 metal element or a Group 2 element carbonate or halide salt in the long-period periodic table. Examples thereof include borate, phosphate and sulfonate. More specifically, for example, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ), lithium fluoride (LiF), lithium tetraborate (Li 2 B 4 O 7 ), lithium metaborate (LiBO 2 ), lithium pyrophosphate (Li 4 P 2 O 7 ), lithium tripolyphosphate (Li 5 P 3 O 10 ), lithium orthosilicate (Li 4 SiO 4 ), lithium metasilicate (Li 2 SiO 3 ), dilithium ethanedisulfonate, dilithium propanedisulfonate , Dilithium sulfoacetate, dilithium sulfopropionate, dilithium sulfobutanoate, dilithium sulfobenzoate, dilithium succinate, trilithium sulfosuccinate, dilithium squarate, magnesium ethanedisulfonate, magnesium propanedisulfonate, sulfoacetic acid Magnesium, magnesium sulfopropionate, Magnesium sulfobutanoate, magnesium sulfobenzoate, magnesium succinate, trimagnesium disulfosuccinate, calcium ethanedisulfonate, calcium propanedisulfonate, calcium sulfoacetate, calcium sulfopropionate, calcium sulfobutanoate, calcium sulfobenzoate, calcium succinate , Tricalcium disulfosuccinate and the like. These may be single and multiple types may be mixed.

被膜103を形成する方法としては、例えば、塗布法、浸漬法またはディップコーティング法などの液相法や、蒸着法、スパッタ法またはCVD(Chemical Vapor Deposition:化学気相成長)法などの気相法が挙げられる。これらの方法を単独で用いてもよいし、2種以上の方法を用いてもよい。中でも、液相法として、式(1)で表される化合物を含有する溶液を用いて被膜103を形成することが好ましい。より具体的には、例えば、浸漬法では、式(1)で表される化合物を含有する溶液中に、負極活物質層102が形成された負極集電体101を浸漬する。また、塗布法では、上述の溶液を負極活物質層102に塗布する。これにより、化学的安定性の高い良好な被膜103が容易に形成される。式(1)で表される化合物を溶解させる溶媒としては、例えば、水などの極性の高い溶媒が挙げられる。   Examples of the method for forming the film 103 include a liquid phase method such as a coating method, a dipping method, or a dip coating method, and a vapor phase method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Is mentioned. These methods may be used alone, or two or more methods may be used. Among these, as the liquid phase method, it is preferable to form the film 103 using a solution containing the compound represented by the formula (1). More specifically, for example, in the immersion method, the negative electrode current collector 101 on which the negative electrode active material layer 102 is formed is immersed in a solution containing the compound represented by the formula (1). In the application method, the above-described solution is applied to the negative electrode active material layer 102. Thereby, the favorable film 103 with high chemical stability is easily formed. Examples of the solvent for dissolving the compound represented by the formula (1) include a highly polar solvent such as water.

次に、この負極100の製造方法の一例ついて説明する。まず、負極集電体101の両面に、負極活物質層102を形成する。この負極活物質層102を形成する場合には、蒸着法などの気相法によって負極集電体101の表面に負極材料を堆積させて、複数の負極活物質粒子を形成する。そののち、必要に応じて、液相析出法などの液相法によって酸化物含有膜を形成し、または電解鍍金法などの液相法によって金属材料を形成する。最後に、負極活物質層102の表面に被膜103を形成する。この被膜103を形成する場合には、式(1)で表される化合物を含有する溶液として、例えば、1重量%以上5重量%以下の濃度の水溶液を準備し、負極活物質層102が形成された負極集電体101を溶液中に数秒間浸漬したのちに引き上げ、室温で乾燥する。または、上述の溶液を準備し、それを負極活物質層102の表面に塗布して乾燥させる。これにより、負極100が得られる。   Next, an example of a method for manufacturing the negative electrode 100 will be described. First, the negative electrode active material layers 102 are formed on both surfaces of the negative electrode current collector 101. In the case of forming the negative electrode active material layer 102, a negative electrode material is deposited on the surface of the negative electrode current collector 101 by a vapor phase method such as a vapor deposition method to form a plurality of negative electrode active material particles. After that, if necessary, an oxide-containing film is formed by a liquid phase method such as a liquid phase deposition method, or a metal material is formed by a liquid phase method such as an electrolytic plating method. Finally, a film 103 is formed on the surface of the negative electrode active material layer 102. In the case of forming the coating 103, for example, an aqueous solution having a concentration of 1% by weight to 5% by weight is prepared as a solution containing the compound represented by the formula (1) to form the negative electrode active material layer 102. The negative electrode current collector 101 is immersed in the solution for several seconds, then pulled up and dried at room temperature. Alternatively, the above solution is prepared, applied to the surface of the negative electrode active material layer 102, and dried. Thereby, the negative electrode 100 is obtained.

この発明の第2の実施の形態による負極100およびその製造方法では、式(1)で表される化合物を含有する被膜103を負極活物質層102に形成しているので、その被膜103を形成しない場合と比較して、負極100の化学的安定性を向上させることができる。したがって、この負極100が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合に、負極100においてリチウムが効率よく吸蔵および放出されると共に、負極100が非水電解液などの他の物質と反応しにくくなる。このため、サイクル特性を向上させることができる。この場合には、式(1)で表される化合物を含有する溶液を用いて被膜103を形成しており、より具体的には浸漬処理や塗布処理などの簡単な処理を用いているので、減圧環境などの特殊な環境条件を要する方法を用いる場合と比較して、良好な被膜103を簡単に形成することができる。   In the negative electrode 100 and the manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention, since the coating 103 containing the compound represented by the formula (1) is formed on the negative electrode active material layer 102, the coating 103 is formed. Compared with the case where it does not, the chemical stability of the negative electrode 100 can be improved. Therefore, when this negative electrode 100 is used in an electrochemical device such as a secondary battery, lithium is efficiently occluded and released in the negative electrode 100, and the negative electrode 100 reacts with other substances such as a non-aqueous electrolyte. It becomes difficult. For this reason, cycle characteristics can be improved. In this case, the film 103 is formed using a solution containing the compound represented by the formula (1), and more specifically, a simple process such as an immersion process or a coating process is used. As compared with the case where a method requiring special environmental conditions such as a reduced pressure environment is used, a favorable coating 103 can be easily formed.

また、負極活物質層102が複数の負極活物質粒子を有する場合に、酸化物含有膜や電極反応物質と合金化しない金属材料を併せて有していれば、サイクル特性をより向上させることができる。   In addition, when the negative electrode active material layer 102 includes a plurality of negative electrode active material particles, cycle characteristics can be further improved if the negative electrode active material layer 102 includes a metal material that does not alloy with the oxide-containing film or the electrode reactant. it can.

この発明の第2の実施の形態における負極(負極100)およびその製造方法を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。負極100は、例えば、第1の実施の形態において説明した二次電池の第1〜第3の例における負極4,22,34として用いることができる。二次電池の第1〜第3の例における負極として用いた場合には、第1〜第3の例に用いられている非水電解質(非水電解液)中には、式(1)で表される化合物が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよいが、含まれているほうが、より高い効果を得ることができる。   Using the negative electrode (negative electrode 100) and the manufacturing method thereof according to the second embodiment of the present invention, for example, secondary batteries such as lithium batteries having various shapes and sizes can be manufactured. The negative electrode 100 can be used, for example, as the negative electrodes 4, 22, and 34 in the first to third examples of the secondary battery described in the first embodiment. When used as the negative electrode in the first to third examples of the secondary battery, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) used in the first to third examples has the formula (1) The compound represented may or may not be contained, but higher effects can be obtained when it is contained.

なお、第2の実施の形態では、負極100が被膜103を有する場合について説明したが、上述した負極集電体101および負極活物質層102は、被膜103を形成しない場合においても、第1の実施の形態における非水電解質を用いた二次電池の第1〜第3の例の負極集電体4A,22A,34Aおよび負極活物質層4B,22B,34Bとして用いることができる。すなわち、負極活物質層が負極活物質粒子を有すると共に負極活物質粒子の表面を被覆する酸化物被膜を有する負極、または複数の負極活物質粒子を有すると共に負極活物質粒子間の隙間に電極反応物質(Li)と合金化しない金属材料を有する負極を、第1の実施の形態における非水電解質を二次電池の第1〜第3の例の負極4,22,34として、用いることができる。   Note that in the second embodiment, the case where the negative electrode 100 includes the coating 103 has been described. However, the negative electrode current collector 101 and the negative electrode active material layer 102 described above can be formed even when the coating 103 is not formed. It can be used as the negative electrode current collectors 4A, 22A, 34A and the negative electrode active material layers 4B, 22B, 34B of the first to third examples of the secondary battery using the nonaqueous electrolyte in the embodiment. That is, the negative electrode active material layer has a negative electrode active material particle and has an oxide film covering the surface of the negative electrode active material particle, or a plurality of negative electrode active material particles and an electrode reaction in a gap between the negative electrode active material particles The negative electrode having a metal material that does not alloy with the substance (Li) can be used as the negative electrodes 4, 22, and 34 of the first to third examples of the secondary battery using the nonaqueous electrolyte in the first embodiment. .

[第3の実施の形態]
図11は、この発明の第3の実施の形態における正極の断面構成を表している。この正極300は、例えば二次電池などの電気化学デバイスに用いられるものであり、一対の面を有する正極集電体301と、その正極集電体301に設けられた正極活物質層302と、その正極活物質層302に設けられた被膜303とを有している。この正極活物質層302は、正極集電体301の両面に設けられていてもよいし、片面だけに設けられていてもよい。被膜303も同様である。なお、以下では、この正極300において吸蔵および放出される電極反応物質をリチウムとした場合について説明する。
[Third Embodiment]
FIG. 11 shows a cross-sectional configuration of the positive electrode according to the third embodiment of the present invention. The positive electrode 300 is used for an electrochemical device such as a secondary battery, for example, and includes a positive electrode current collector 301 having a pair of surfaces, a positive electrode active material layer 302 provided on the positive electrode current collector 301, A coating 303 provided on the positive electrode active material layer 302. The positive electrode active material layer 302 may be provided on both surfaces of the positive electrode current collector 301 or may be provided on only one surface. The same applies to the coating 303. Hereinafter, the case where lithium is used as the electrode reactant that is occluded and released in the positive electrode 300 will be described.

正極集電体301は、例えば、第1の実施の形態における二次電池の第1〜第3の例の正極集電体2A,21A,33Aと同様であるので、詳細な説明を省略する。   The positive electrode current collector 301 is similar to, for example, the positive electrode current collectors 2A, 21A, and 33A of the first to third examples of the secondary battery in the first embodiment, and detailed description thereof is omitted.

正極活物質層302は、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか1種または2種以上を含んでいる。この正極材料は、第1の実施の形態における二次電池の第1〜第3の例において説明した正極材料と同様のものであるので、詳細な説明を省略する。   The positive electrode active material layer 302 includes one or more positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material. Since this positive electrode material is the same as the positive electrode material described in the first to third examples of the secondary battery in the first embodiment, detailed description thereof is omitted.

被膜303は、上述した式(1)で表される化合物を含有している。この式(1)で表される化合物を含有する被膜303が設けられていることにより、正極300の化学的安定性を向上させることができる。よって、この正極300が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合に、正極300においてリチウムが効率よく吸蔵および放出されると共に、正極300が他の物質(例えば二次電池における非水電解質)と反応しにくくなるため、サイクル特性を向上させることができる。   The coating 303 contains the compound represented by the above formula (1). By providing the coating 303 containing the compound represented by the formula (1), the chemical stability of the positive electrode 300 can be improved. Therefore, when this positive electrode 300 is used in an electrochemical device such as a secondary battery, lithium is efficiently occluded and released in the positive electrode 300, and the positive electrode 300 is made of another substance (for example, a nonaqueous electrolyte in a secondary battery). ), The cycle characteristics can be improved.

この被膜303は、正極活物質層302の全面を覆うように設けられていてもよいし、その表面の一部を覆うように設けられていてもよい。また、被膜303の一部は、正極活物質層302の内部に入り込んでいてもよい。   The coating 303 may be provided so as to cover the entire surface of the positive electrode active material layer 302, or may be provided so as to cover a part of the surface thereof. In addition, a part of the coating 303 may enter the inside of the positive electrode active material layer 302.

式(1)で表される化合物は、第1の実施の形態における非水電解質が含むものと同様であるので、詳細な説明を省略するが、中でも、化学的安定性が高いことから、式(3)で表される化合物、式(4)で表される化合物、式(6)で表される化合物または式(7)で表される化合物が好ましい。   Since the compound represented by the formula (1) is the same as that contained in the nonaqueous electrolyte in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. A compound represented by (3), a compound represented by formula (4), a compound represented by formula (6) or a compound represented by formula (7) is preferred.

被膜303を形成する方法は、第2の実施の形態において説明した被膜103を形成する方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。   Since the method for forming the film 303 is the same as the method for forming the film 103 described in the second embodiment, a detailed description thereof is omitted.

次に、この正極300の製造方法の一例ついて説明する。まず、正極集電体301の両面に、正極活物質層302を形成する。この正極活物質層302を形成する場合には、正極活物質層2B,21B,33Bと同様にして形成する。最後に、被膜303を形成する。被膜303を形成する場合には、第2の実施の形態における被膜103を形成する場合と同様であるので、詳細の説明を省略する。これにより、正極300が得られる。   Next, an example of a method for manufacturing the positive electrode 300 will be described. First, the positive electrode active material layer 302 is formed on both surfaces of the positive electrode current collector 301. When forming this positive electrode active material layer 302, it forms similarly to the positive electrode active material layers 2B, 21B, and 33B. Finally, the film 303 is formed. The formation of the film 303 is the same as the case of forming the film 103 in the second embodiment, and thus detailed description thereof is omitted. Thereby, the positive electrode 300 is obtained.

この発明の第3の実施の形態による正極300およびその製造方法では、式(1)で表される化合物を含有する被膜303を正極活物質層302に形成しているので、その被膜303を形成しない場合と比較して、正極300の化学的安定性を向上させることができる。したがって、この正極300が二次電池などの電気化学デバイスに用いられた場合に、正極300においてリチウム(Li)が効率よく吸蔵および放出されると共に、正極100が非水電解液などの他の物質と反応しにくくなる。このため、サイクル特性を向上させることができる。この場合には、式(1)で表される化合物を含有する溶液を用いて被膜303を形成しており、より具体的には浸漬処理や塗布処理などの簡単な処理を用いているので、減圧環境などの特殊な環境条件を要する方法を用いる場合と比較して、良好な被膜303を簡単に形成することができる。   In the positive electrode 300 and the manufacturing method thereof according to the third embodiment of the present invention, the coating 303 containing the compound represented by the formula (1) is formed on the positive electrode active material layer 302. Therefore, the coating 303 is formed. Compared with the case where it does not, the chemical stability of the positive electrode 300 can be improved. Therefore, when this positive electrode 300 is used in an electrochemical device such as a secondary battery, lithium (Li) is efficiently occluded and released in the positive electrode 300, and the positive electrode 100 is made of another substance such as a non-aqueous electrolyte. It becomes difficult to react with. For this reason, cycle characteristics can be improved. In this case, the film 303 is formed using a solution containing the compound represented by the formula (1), and more specifically, a simple process such as an immersion process or a coating process is used. Compared with the case where a method that requires special environmental conditions such as a reduced pressure environment is used, a good coating 303 can be easily formed.

この発明の第3の実施の形態における正極(正極300)およびその製造方法を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。正極300は、例えば、第1の実施の形態において説明した二次電池の第1〜第3の例における正極2,21,33として用いることができる。二次電池の第1〜第3の例における正極として用いた場合には、第1〜第3の例に用いられている非水電解質(非水電解液)中には、式(1)で表される化合物が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよいが、含まれているほうが、より高い効果を得ることができる。また、第2の実施の形態における負極と併せて正極300を、第1の実施に形態における二次電池の第1〜第3の例に用いてもよい。   Using the positive electrode (positive electrode 300) and the manufacturing method thereof according to the third embodiment of the present invention, for example, secondary batteries such as lithium batteries having various shapes and sizes can be manufactured. The positive electrode 300 can be used, for example, as the positive electrodes 2, 21, 33 in the first to third examples of the secondary battery described in the first embodiment. When used as the positive electrode in the first to third examples of the secondary battery, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) used in the first to third examples has the formula (1) The compound represented may or may not be contained, but higher effects can be obtained when it is contained. Moreover, you may use the positive electrode 300 in combination with the negative electrode in 2nd Embodiment in the 1st-3rd example of the secondary battery in 1st Embodiment.

[第4の実施の形態]
図12は、この発明の第4の実施の形態におけるセパレータの断面構成を表している。このセパレータ400は、例えば、二次電池などに用いられるものであり、正極と負極とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ電極反応物質を通過させるものである。このセパレータ400は、一対の面を有する微多孔性膜401と、微多孔性膜401の一対の面に設けられた被膜402とを有している。この被膜402は、微多孔性膜401の両面に設けられていてもよいし、片面だけに設けられていてもよい。
[Fourth Embodiment]
FIG. 12 shows a cross-sectional configuration of the separator according to the fourth embodiment of the present invention. The separator 400 is used in, for example, a secondary battery, and separates the positive electrode and the negative electrode and allows the electrode reactant to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 400 includes a microporous membrane 401 having a pair of surfaces and a coating 402 provided on the pair of surfaces of the microporous membrane 401. The coating 402 may be provided on both sides of the microporous membrane 401 or may be provided only on one side.

微多孔性膜401は、例えば、第1の実施の形態における二次電池の第1〜第3の例のセパレータ3,23,35を構成する微多孔性膜と同様であるので詳細な説明を省略する。   The microporous membrane 401 is the same as the microporous membrane constituting the separators 3, 23, 35 of the first to third examples of the secondary battery in the first embodiment, for example. Omitted.

被膜402は、上述した式(1)で表される化合物を含有している。この式(1)で表される化合物を含有する被膜402が設けられていることにより、化学的安定性を向上させることができる。よって、このセパレータ400が二次電池などに用いられた場合に、正極および負極が他の物質(例えば二次電池における非水電解質)と反応しにくくなるため、サイクル特性を向上させることができる。   The coating 402 contains the compound represented by the formula (1) described above. By providing the coating film 402 containing the compound represented by the formula (1), chemical stability can be improved. Therefore, when this separator 400 is used for a secondary battery or the like, the positive electrode and the negative electrode are less likely to react with other substances (for example, the nonaqueous electrolyte in the secondary battery), so that the cycle characteristics can be improved.

この被膜402は、微多孔質膜401の全面を覆うように設けられていてもよいし、その表面の一部を覆うように設けられていてもよい。また、被膜402の一部は、微多孔質膜401の内部に含浸していてもよい。   This coating film 402 may be provided so as to cover the entire surface of the microporous film 401 or may be provided so as to cover a part of the surface thereof. Further, a part of the coating 402 may be impregnated inside the microporous membrane 401.

式(1)で表される化合物は、第1の実施の形態における非水電解質が含むものと同様であるので、詳細な説明を省略するが、中でも、化学的安定性が高いことから、式(3)で表される化合物、式(4)で表される化合物、式(6)で表される化合物または式(7)で表される化合物が好ましい。   Since the compound represented by the formula (1) is the same as that contained in the nonaqueous electrolyte in the first embodiment, a detailed description thereof will be omitted. A compound represented by (3), a compound represented by formula (4), a compound represented by formula (6) or a compound represented by formula (7) is preferred.

被膜402を形成する方法は、第2の実施の形態および第3の実施の形態において説明した被膜103,303を形成する方法と同様であるので、詳細な説明は省略する。   The method of forming the coating 402 is the same as the method of forming the coatings 103 and 303 described in the second and third embodiments, and detailed description thereof is omitted.

この発明の第4の実施の形態によるセパレータ400およびその製造方法では、式(1)で表される化合物を含有する被膜402を微多孔性膜401に形成しているので、セパレータ400が二次電池に用いられた場合に、正極および負極が非水電解液などの他の物質と反応しにくくなる。このため、その被膜401を形成しない場合と比較して、サイクル特性を向上させることができる。この場合には、式(1)で表される化合物を含有する溶液を用いて被膜402を形成しており、具体的には浸漬処理や塗布処理などの簡単な処理を用いているので、減圧環境などの特殊な環境条件を要する方法を用いる場合と比較して、良好な被膜402を簡単に形成することができる。   In the separator 400 and the manufacturing method thereof according to the fourth embodiment of the present invention, the coating 402 containing the compound represented by the formula (1) is formed on the microporous membrane 401. When used in a battery, the positive electrode and the negative electrode are less likely to react with other substances such as a non-aqueous electrolyte. For this reason, cycle characteristics can be improved compared with the case where the coating 401 is not formed. In this case, the coating film 402 is formed using a solution containing the compound represented by the formula (1), and more specifically, a simple process such as an immersion process or a coating process is used. As compared with the case where a method that requires special environmental conditions such as the environment is used, a favorable coating 402 can be easily formed.

この発明の第4の実施の形態におけるセパレータおよびその製造方法を用いて、例えば、種々の形状およびサイズのリチウム電池などの二次電池を作製することが可能である。セパレータ400は、例えば、第1の実施の形態において説明した二次電池の第1〜第3の例におけるセパレータ3,23,35として用いることができる。二次電池の第1〜第3の例におけるセパレータとして用いた場合には、第1〜第3の例に用いられている非水電解質(非水電解液)中には、式(1)で表される化合物が含まれていてもよいし、含まれていなくてもよいが、含まれているほうが、より高い効果を得ることができる。また、第2および第3の実施の形態における負極100および正極300のうちの少なくとも1つと共に、セパレータ400を、第1の実施に形態における二次電池の第1〜第3の例に用いてもよい。   Using the separator and the manufacturing method thereof according to the fourth embodiment of the present invention, for example, secondary batteries such as lithium batteries having various shapes and sizes can be manufactured. The separator 400 can be used, for example, as the separators 3, 23, and 35 in the first to third examples of the secondary battery described in the first embodiment. When used as a separator in the first to third examples of the secondary battery, the non-aqueous electrolyte (non-aqueous electrolyte) used in the first to third examples has the formula (1) The compound represented may or may not be contained, but higher effects can be obtained when it is contained. In addition, separator 400 is used in the first to third examples of the secondary battery in the first embodiment together with at least one of negative electrode 100 and positive electrode 300 in the second and third embodiments. Also good.

以上、第1〜第4の実施の形態を挙げてこの発明を説明したが、この発明では、上述の非水電解質、負極、正極、およびセパレータのうちの少なくとも1つが式(1)で表される化合物を含んでいればよい。すなわち、上述したように正極および負極が式(1)で表される化合物を含む場合として、正極活物質層および負極活物質層の上に式(1)で表される化合物を含む被膜が形成された場合について説明したが、これに限定されるものではなく、式(1)で表される化合物を含んでいれば、被膜を形成していなくてもよい。また、非水電解質が式(1)で表される化合物を含む場合として、式(1)で表される化合物が非水電解質中に溶解した場合について説明したが、その場合には、式(1)で表される化合物の一部が溶解していてもよく、全部が分散していてもよい。セパレータが式(1)で表される化合物を含む場合には、その片面または両面に式(1)で表される化合物を含む被膜が形成されていてもよい。   The present invention has been described with reference to the first to fourth embodiments. In the present invention, at least one of the above-described nonaqueous electrolyte, negative electrode, positive electrode, and separator is represented by the formula (1). As long as it contains a compound. That is, as described above, when the positive electrode and the negative electrode contain the compound represented by the formula (1), a film containing the compound represented by the formula (1) is formed on the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. However, the present invention is not limited to this, and the coating may not be formed as long as the compound represented by the formula (1) is included. Moreover, although the case where the compound represented by Formula (1) melt | dissolved in a nonaqueous electrolyte as a case where a nonaqueous electrolyte contains the compound represented by Formula (1) was demonstrated, in that case, Formula (1) Part of the compound represented by 1) may be dissolved, or all may be dispersed. When the separator contains the compound represented by the formula (1), a film containing the compound represented by the formula (1) may be formed on one side or both sides thereof.

式(1)で表される化合物を含む構成要素は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質のうちのいずれか1つだけでもよいが、2つ以上が含んでいることが好ましく、全部が含んでいることが好ましい。非水電解質の分解反応をより抑制することができるからである。中でも、式(1)で表される化合物を含む構成要素を1つだけに絞るならば、正極よりもセパレータが好ましく、セパレータよりも非水電解質がより好ましく、非水電解質よりも負極が特に好ましい。より高い効果が得られるからである。   The constituent element containing the compound represented by the formula (1) may be any one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte, but preferably two or more are included, and all are included. It is preferable that This is because the decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte can be further suppressed. Among these, if only one component including the compound represented by formula (1) is selected, a separator is preferable to the positive electrode, a non-aqueous electrolyte is more preferable than the separator, and a negative electrode is particularly preferable to the non-aqueous electrolyte. . This is because a higher effect can be obtained.

この発明の具体的な実施例について、図1を参照しながら説明する。ただし、この発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   A specific embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. However, the present invention is not limited only to these examples.

<実施例1−1>
実施例1−1の非水電解質二次電池として、図1に示したコイン型の二次電池を作製した。この二次電池は、正極2と、負極4とを電解液を含浸させた微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ3を介して積層し、外装缶6と外装カップ5との間に挟み、ガスケット7を介してかしめたものである。
<Example 1-1>
As the non-aqueous electrolyte secondary battery of Example 1-1, the coin-type secondary battery shown in FIG. 1 was produced. In this secondary battery, a positive electrode 2 and a negative electrode 4 are laminated via a separator 3 made of a microporous polypropylene film impregnated with an electrolytic solution, and sandwiched between an outer can 6 and an outer cup 5, and a gasket 7. It is caulked through.

まず、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )94質量部と、導電剤としてグラファイト3質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合したのち、N−メチル−2−ピロリドンを添加し正極合剤スラリーを得た。 First, after mixing 94 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, N-methyl-2 -Pyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture slurry.

次に、得られた正極合剤スラリーを、厚み20μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体2Aに均一に塗布し乾燥させて厚みが70μmの正極活物質層2Bを形成した。そののち、正極活物質層2Bが形成された正極集電体2Aを直径15mmの円形に打ち抜き、これにより正極2を得た。   Next, the obtained positive electrode mixture slurry was uniformly applied to a positive electrode current collector 2A made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode active material layer 2B having a thickness of 70 μm. After that, the positive electrode current collector 2A on which the positive electrode active material layer 2B was formed was punched into a circle having a diameter of 15 mm, and thus the positive electrode 2 was obtained.

また、負極活物質として黒鉛を用い、この黒鉛97質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを添加して、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体4Aに均一に塗布し乾燥させることにより厚み70μmの負極活物質層4Bを形成した。そののち、負極活物質層4Bが形成された負極集電体4Aを直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極4を得た。   Further, using graphite as a negative electrode active material, 97 parts by mass of this graphite and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are added, N-methyl-2-pyrrolidone is added, and a copper foil having a thickness of 15 μm is used. A negative electrode active material layer 4B having a thickness of 70 μm was formed by uniformly coating and drying the negative electrode current collector 4A. After that, the negative electrode current collector 4A on which the negative electrode active material layer 4B was formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, whereby the negative electrode 4 was obtained.

次に、正極2と、負極4とを、厚み25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなるセパレータ3を介して積層したのち、セパレータ3に電解液を注液し、これらをステンレス製の外装カップ5と、外装缶6との中に入れ、それらをかしめることにより、実施例1−1の二次電池を得た。電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)とを、重量比(EC:DEC)3:7の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させ、式(15)で表される化合物を0.5wt%となるように添加したものを用いた。 Next, after laminating the positive electrode 2 and the negative electrode 4 via a separator 3 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm, an electrolytic solution is injected into the separator 3, and these are attached to the stainless steel outer cup 5. The secondary battery of Example 1-1 was obtained by putting it in the outer can 6 and caulking them. As an electrolytic solution, LiPF 6 was added at 1.0 mol / kg as an electrolyte salt in a solvent in which ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) were mixed at a composition of a weight ratio (EC: DEC) of 3: 7. The compound represented by formula (15) was added so that the concentration was 0.5 wt%.

<実施例1−2>
式(15)で表される化合物の添加量を3wt%とした点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−2の二次電池を作製した。
<Example 1-2>
A secondary battery of Example 1-2 was made in the same manner as Example 1-1 except that the amount of the compound represented by Formula (15) was changed to 3 wt%.

<実施例1−3>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(16)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−3の二次電池を作製した。
<Example 1-3>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (16) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−4>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(16)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−4の二次電池を作製した。
<Example 1-4>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-4 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (16) was added. A battery was produced.

<実施例1−5>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(17)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−5の二次電池を作製した。
<Example 1-5>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (17) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−6>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(17)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−6の二次電池を作製した。
<Example 1-6>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-6 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (17) was added. A battery was produced.

<実施例1−7>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(18)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−7の二次電池を作製した。
<Example 1-7>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (18) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−8>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(18)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−8の二次電池を作製した。
<Example 1-8>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-8 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (18) was added. A battery was produced.

<実施例1−9>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(19)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−9の二次電池を作製した。
<Example 1-9>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (19) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−10>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(19)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−10の二次電池を作製した。
<Example 1-10>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-10 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (19) was added. A battery was produced.

<実施例1−11>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(20)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−11の二次電池を作製した。
<Example 1-11>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (20) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−12>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(20)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−12の二次電池を作製した。
<Example 1-12>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-12 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (20) was added. A battery was produced.

<実施例1−13>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(21)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−13の二次電池を作製した。
<Example 1-13>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (21) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−14>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(21)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−14の二次電池を作製した。
<Example 1-14>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-14 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (21) was added. A battery was produced.

<実施例1−15>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(22)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−15の二次電池を作製した。
<Example 1-15>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (22) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−16>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(22)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−16の二次電池を作製した。
<Example 1-16>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-16 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (22) was added. A battery was produced.

<実施例1−17>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(23)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−17の二次電池を作製した。
<Example 1-17>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 1-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (23) was added. A secondary battery was produced.

<実施例1−18>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(23)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例1−18の二次電池を作製した。
<Example 1-18>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the secondary of Example 1-18 was obtained in the same manner as in Example 1-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (23) was added. A battery was produced.

<比較例1−1>
式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−1の二次電池を作製した。
<Comparative Example 1-1>
A secondary battery of Comparative Example 1-1 was produced in the same manner as Example 1-1 except that the compound represented by Formula (15) was not added.

<比較例1−2>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例1−1と同様にして、比較例1−2の二次電池を作製した。
<Comparative Example 1-2>
The secondary battery of Comparative Example 1-2 was performed in the same manner as Example 1-1 except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of adding the compound represented by Formula (15). Was made.

<実施例2−1>
さらに、添加剤として、ビニレンカーボネート(VC)を1wt%加えた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例2−1の二次電池を作製した。
<Example 2-1>
Further, a secondary battery of Example 2-1 was produced in the same manner as Example 1-9, except that 1 wt% of vinylene carbonate (VC) was added as an additive.

<実施例2−2>
さらに、添加剤として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を1wt%加えた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例2−2の二次電池を作製した。
<Example 2-2>
Further, the secondary battery of Example 2-2 was made in the same manner as Example 1-9 except that 1 wt% of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) was added as an additive. Was made.

<実施例2−3>
さらに、添加剤として、無水コハク酸を1wt%加えた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例2−3の二次電池を作製した。
<Example 2-3>
Further, a secondary battery of Example 2-3 was fabricated in the same manner as Example 1-9, except that 1 wt% of succinic anhydride was added as an additive.

<実施例2−4>
さらに、添加剤として、2−スルホ安息香酸無水物を1wt%加えた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例2−4の二次電池を作製した。
<Example 2-4>
Further, a secondary battery of Example 2-4 was fabricated in the same manner as Example 1-9, except that 1 wt% of 2-sulfobenzoic anhydride was added as an additive.

<実施例2−5>
さらに、添加剤として、プロペンスルトンを1wt%加えた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例2−5の二次電池を作製した。
<Example 2-5>
Further, a secondary battery of Example 2-5 was produced in the same manner as Example 1-9 except that 1 wt% of propene sultone was added as an additive.

<比較例2−1>
式(19)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例2−1と同様にして、比較例2−1の二次電池を作製した。
<Comparative Example 2-1>
A secondary battery of Comparative Example 2-1 was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by Formula (19). Produced.

<比較例2−2>
式(19)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例2−2と同様にして、比較例2−2の二次電池を作製した。
<Comparative Example 2-2>
A secondary battery of Comparative Example 2-2 was manufactured in the same manner as Example 2-2 except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by formula (19). Produced.

<比較例2−3>
式(19)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例2−3と同様にして、比較例2−3の二次電池を作製した。
<Comparative Example 2-3>
A secondary battery of Comparative Example 2-3 was manufactured in the same manner as Example 2-3 except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by Formula (19). Produced.

<比較例2−4>
式(19)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例2−4と同様にして、比較例2−4の二次電池を作製した。
<Comparative Example 2-4>
A secondary battery of Comparative Example 2-4 was manufactured in the same manner as Example 2-4 except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by Formula (19). Produced.

<比較例2−5>
式(19)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を0.5wt%加えた点以外は、実施例2−5と同様にして、比較例2−5の二次電池を作製した。
<Comparative Example 2-5>
A secondary battery of Comparative Example 2-5 was obtained in the same manner as Example 2-5 except that 0.5 wt% of γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by formula (19). Produced.

<実施例3−1>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、LiBF4 を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例3−1の二次電池を作製した。
<Example 3-1>
The secondary salt of Example 3-1 was the same as Example 1-9 except that LIPF 6 was dissolved to 0.9 mol / kg and LiBF 4 to 0.1 mol / kg as the electrolyte salt. A battery was produced.

<実施例3−2>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、LiBOB(リチウムビスオキサレートボレート)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例3−2の二次電池を作製した。
<Example 3-2>
Example 1 was carried out in the same manner as Example 1-9 except that LIPF 6 was dissolved as 0.9 mol / kg and LiBOB (lithium bisoxalate borate) as 0.1 mol / kg as the electrolyte salt. A secondary battery of 3-2 was produced.

<実施例3−3>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、LiTFSI(ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例3−3の二次電池を作製した。
<Example 3-3>
Except that LIPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and LiTFSI (bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium) was dissolved at 0.1 mol / kg as an electrolyte salt, the same as in Example 1-9 A secondary battery of Example 3-3 was produced.

<実施例3−4>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、式(49)で表される1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムを0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例1−9と同様にして、実施例3−4の二次電池を作製した。
<Example 3-4>
Except that the electrolyte salt was dissolved so that LIPF 6 was 0.9 mol / kg and 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium represented by the formula (49) was 0.1 mol / kg. A secondary battery of Example 3-4 was made in the same manner as Example 1-9.

<実施例4−1>
以下に説明するように作製した負極4を用いた点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例4−1の二次電池を作製した。厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体4Aの上に蒸着法により厚み5μmのケイ素(Si)よりなる負極活物質層4Bを形成した。そののち、負極活物質層4Bが形成された負極集電体4Aを直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極4を得た。
<Example 4-1>
A secondary battery of Example 4-1 was produced in the same manner as Example 1-1 except that the negative electrode 4 produced as described below was used. A negative electrode active material layer 4B made of silicon (Si) having a thickness of 5 μm was formed on the negative electrode current collector 4A made of a copper foil having a thickness of 15 μm by an evaporation method. After that, the negative electrode current collector 4A on which the negative electrode active material layer 4B was formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, whereby the negative electrode 4 was obtained.

<実施例4−2>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(16)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−2の二次電池を作製した。
<Example 4-2>
Instead of adding the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 4-2 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (16) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−3>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(17)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−3の二次電池を作製した。
<Example 4-3>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (17) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−4>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(18)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−4の二次電池を作製した。
<Example 4-4>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (18) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−5>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(19)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−5の二次電池を作製した。
<Example 4-5>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (19) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−6>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(20)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−6の二次電池を作製した。
<Example 4-6>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (20) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−7>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(21)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−7の二次電池を作製した。
<Example 4-7>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (21) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−8>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(22)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−8の二次電池を作製した。
<Example 4-8>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (22) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−9>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、式(23)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−9の二次電池を作製した。
<Example 4-9>
Instead of adding the compound represented by the formula (15), the same procedure as in Example 4-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (23) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−10>
電解液として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)とジエチルカーボネート(DEC)とを重量比(FEC:DEC)1:1の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させ、式(15)で表される化合物を0.5wt%となるように添加したものを用いた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−10の二次電池を作製した。
<Example 4-10>
As an electrolytic solution, as an electrolyte salt, a solvent in which 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) and diethyl carbonate (DEC) are mixed at a weight ratio (FEC: DEC) 1: 1 composition, The same as Example 4-1 except that LiPF 6 was dissolved to 1.0 mol / kg and the compound represented by the formula (15) was added to 0.5 wt%. Thus, a secondary battery of Example 4-10 was produced.

<実施例4−11>
式(15)で表される化合物の添加量を3wt%とした点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−11の二次電池を作製した。
<Example 4-11>
A secondary battery of Example 4-11 was made in the same manner as Example 4-10 except that the amount of the compound represented by formula (15) was changed to 3 wt%.

<実施例4−12>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(16)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−12の二次電池を作製した。
<Example 4-12>
Instead of the compound represented by the formula (15), a compound represented by the formula (16) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (16) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−13>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(16)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―13の二次電池を作製した。
<Example 4-13>
The secondary battery of Example 4-13 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (16) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−14>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(17)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−14の二次電池を作製した。
<Example 4-14>
Instead of the compound represented by the formula (15), a compound represented by the formula (17) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (17) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−15>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(17)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―15の二次電池を作製した。
<Example 4-15>
The secondary battery of Example 4-15 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (17) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−16>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(18)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−16の二次電池を作製した。
<Example 4-16>
Instead of the compound represented by the formula (15), a compound represented by the formula (18) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (18) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−17>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(18)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―17の二次電池を作製した。
<Example 4-17>
The secondary battery of Example 4-17 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (18) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−18>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(19)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−18の二次電池を作製した。
<Example 4-18>
Instead of the compound represented by the formula (15), a compound represented by the formula (19) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (19) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−19>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(19)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―19の二次電池を作製した。
<Example 4-19>
The secondary battery of Example 4-19 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (19) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−20>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(20)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−20の二次電池を作製した。
<Example 4-20>
Instead of the compound represented by formula (15), the compound represented by formula (20) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (20) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−21>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(20)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―21の二次電池を作製した。
<Example 4-21>
The secondary battery of Example 4-21 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (20) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−22>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(21)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−22の二次電池を作製した。
<Example 4-22>
Instead of the compound represented by formula (15), the compound represented by formula (21) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (21) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−23>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(21)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―23の二次電池を作製した。
<Example 4-23>
The secondary battery of Example 4-23 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (21) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−24>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(22)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−24の二次電池を作製した。
<Example 4-24>
Instead of the compound represented by formula (15), the compound represented by formula (22) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (22) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−25>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(22)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―25の二次電池を作製した。
<Example 4-25>
The secondary battery of Example 4-25 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (22) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−26>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(23)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4−26の二次電池を作製した。
<Example 4-26>
Instead of the compound represented by the formula (15), a compound represented by the formula (23) was added in the same manner as in Example 4-10 except that 0.5 wt% of the compound represented by the formula (23) was added. A secondary battery was produced.

<実施例4−27>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(23)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、実施例4―27の二次電池を作製した。
<Example 4-27>
The secondary battery of Example 4-27 is similar to Example 4-10 except that 3 wt% of the compound represented by formula (23) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例4−28>
電解液として、プロピレンカーボネート(PC)と4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)とジエチルカーボネート(DEC)とを重量比(PC:DFEC:DEC)4:1:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させ、式(15)で表される化合物を0.5wt%となるように添加したものを用いた点以外は、実施例4−1と同様にして、実施例4−28の二次電池を作製した。
<Example 4-28>
As an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) and diethyl carbonate (DEC) in a weight ratio (PC: DFEC: DEC) 4: 1: 5. In the solvent mixed in the composition, LiPF 6 was dissolved as an electrolyte salt so as to be 1.0 mol / kg, and the compound represented by the formula (15) was added so as to be 0.5 wt%. A secondary battery of Example 4-28 was produced in the same manner as Example 4-1, except for the above.

<実施例4−29>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(16)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−29の二次電池を作製した。
<Example 4-29>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-29 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (16) was added. A battery was produced.

<実施例4−30>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(17)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−30の二次電池を作製した。
<Example 4-30>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-30 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (17) was added. A battery was produced.

<実施例4−31>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(18)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−31の二次電池を作製した。
<Example 4-31>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-31 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (18) was added. A battery was produced.

<実施例4−32>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(19)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−32の二次電池を作製した。
<Example 4-32>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-32 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (19) was added. A battery was produced.

<実施例4−33>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(20)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−33の二次電池を作製した。
<Example 4-33>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-33 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (20) was added. A battery was produced.

<実施例4−34>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(21)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−34の二次電池を作製した。
<Example 4-34>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-34 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (21) was added. A battery was produced.

<実施例4−35>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(22)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−35の二次電池を作製した。
<Example 4-35>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-35 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (22) was added. A battery was produced.

<実施例4−36>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(23)で表される化合物を0.5wt加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、実施例4−36の二次電池を作製した。
<Example 4-36>
Instead of the compound represented by formula (15), the secondary of Example 4-36 was obtained in the same manner as in Example 4-28 except that 0.5 wt of the compound represented by formula (23) was added. A battery was produced.

<比較例4−1>
式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例4−1と同様にして、比較例4−1の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-1>
A secondary battery of Comparative Example 4-1 was produced in the same manner as in Example 4-1, except that the compound represented by formula (15) was not added.

<比較例4−2>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を加えた点以外は、実施例4−1と同様にして、比較例4−2の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-2>
A secondary battery of Comparative Example 4-2 was produced in the same manner as Example 4-1, except that γ-butyrolactone (GBL) was added instead of adding the compound represented by Formula (15).

<比較例4−3>
式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例4−10と同様にして、比較例4−3の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-3>
A secondary battery of Comparative Example 4-3 was made in the same manner as Example 4-10, except that the compound represented by formula (15) was not added.

<比較例4−4>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を加えた点以外は、実施例4−10と同様にして、比較例4−4の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-4>
A secondary battery of Comparative Example 4-4 was made in the same manner as Example 4-10 except that γ-butyrolactone (GBL) was added instead of adding the compound represented by Formula (15).

<比較例4−5>
式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例4−28と同様にして、比較例4−5の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-5>
A secondary battery of Comparative Example 4-5 was made in the same manner as Example 4-28, except that the compound represented by formula (15) was not added.

<比較例4−6>
式(15)で表される化合物を加える換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を加えた点以外は、実施例4−28と同様にして、比較例4−6の二次電池を作製した。
<Comparative Example 4-6>
A secondary battery of Comparative Example 4-6 was made in the same manner as Example 4-28, except that γ-butyrolactone (GBL) was added instead of adding the compound represented by formula (15).

<実施例5−1>
さらに、添加剤として、ビニレンカーボネート(VC)を1wt%加えた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例5−1の二次電池を作製した。
<Example 5-1>
Further, a secondary battery of Example 5-1 was produced in the same manner as Example 4-18 except that 1 wt% of vinylene carbonate (VC) was added as an additive.

<実施例5−2>
さらに、添加剤として、無水コハク酸を1wt%加えた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例5−2の二次電池を作製した。
<Example 5-2>
Further, a secondary battery of Example 5-2 was made in the same manner as Example 4-18 except that 1 wt% of succinic anhydride was added as an additive.

<実施例5−3>
さらに、添加剤として、2−スルホ安息香酸無水物を1wt%加えた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例5−3の二次電池を作製した。
<Example 5-3>
Further, a secondary battery of Example 5-3 was produced in the same manner as Example 4-18, except that 1 wt% of 2-sulfobenzoic anhydride was added as an additive.

<実施例5−4>
さらに、添加剤として、プロペンスルトンを1wt%加えた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例5−4の二次電池を作製した。
<Example 5-4>
Further, a secondary battery of Example 5-4 was produced in the same manner as Example 4-18, except that 1 wt% of propene sultone was added as an additive.

<実施例6−1>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、LiBF4 を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例6−1の二次電池を作製した。
<Example 6-1>
The secondary salt of Example 6-1 was the same as Example 4-18 except that LIPF 6 was dissolved to 0.9 mol / kg and LiBF 4 to 0.1 mol / kg as the electrolyte salt. A battery was produced.

<実施例6−2>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例6−2の二次電池を作製した。
<Example 6-2>
Example 4 was carried out in the same manner as Example 4-18 except that LIPF 6 was dissolved as an electrolyte salt at 0.9 mol / kg and lithium bisoxalate borate (LiBOB) was dissolved at 0.1 mol / kg. A secondary battery of 6-2 was produced.

<実施例6−3>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiTFSI)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例6−3の二次電池を作製した。
<Example 6-3>
Except that LIPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and bis (trifluoromethanesulfonyl) imidolithium (LiTFSI) was dissolved at 0.1 mol / kg as an electrolyte salt, the same as in Example 4-18. A secondary battery of Example 6-3 was produced.

<実施例6−4>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、式(49)で表される1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムを0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例4−18と同様にして、実施例6−4の二次電池を作製した。
<Example 6-4>
Except that the electrolyte salt was dissolved so that LIPF 6 was 0.9 mol / kg and 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium represented by the formula (49) was 0.1 mol / kg. A secondary battery of Example 6-4 was made in the same manner as Example 4-18.

<実施例7−1>
負極4を以下に説明するように作製した点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例7−1の二次電池を作製した。負極4を作製する際には、まず、スズ・コバルト・インジウム・チタン合金粉末と、炭素粉末とを混合したのち、メカノケミカル反応を利用してCoSnC含有材料を合成した。このCoSnC含有材料の組成を分析したところ、スズの含有量は48質量%、コバルトの含有量は23質量%、炭素の含有量は20質量%であり、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)は32質量%であった。
<Example 7-1>
A secondary battery of Example 7-1 was produced in the same manner as Example 1-1 except that the negative electrode 4 was produced as described below. When producing the negative electrode 4, first, a tin / cobalt / indium / titanium alloy powder and a carbon powder were mixed, and then a CoSnC-containing material was synthesized using a mechanochemical reaction. When the composition of this CoSnC-containing material was analyzed, the tin content was 48% by mass, the cobalt content was 23% by mass, the carbon content was 20% by mass, and the ratio of cobalt to the total of tin and cobalt Co / (Sn + Co) was 32 mass%.

次に、負極活物質として、上述のCoSnC含有材料粉末80質量部と、導電剤として黒鉛12質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン8質量部とを混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させた。最後に、銅箔(15μm厚)からなる負極集電体4Aに塗布して乾燥させたのちに圧縮成形することにより、負極活物質層4Bを形成した。次に、負極活物質層4Bを形成した負極集電体4Aを直径16mmの円形に打ち抜き、これにより、負極4を得た。   Next, 80 parts by mass of the above-mentioned CoSnC-containing material powder as a negative electrode active material, 12 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed, and N-methyl- which is a solvent is mixed. Dispersed in 2-pyrrolidone. Finally, the negative electrode active material layer 4B was formed by applying and drying the negative electrode current collector 4A made of copper foil (15 μm thick), followed by compression molding. Next, the negative electrode current collector 4A on which the negative electrode active material layer 4B was formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, whereby the negative electrode 4 was obtained.

<実施例7−2>
式(15)で表される化合物の添加量を3wt%とした点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−2の二次電池を作製した。
<Example 7-2>
A secondary battery of Example 7-2 was produced in the same manner as Example 7-1 except that the amount of the compound represented by Formula (15) was changed to 3 wt%.

<実施例7−3>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(16)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−3の二次電池を作製した。
<Example 7-3>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was performed except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (16) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−4>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(16)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−4の二次電池を作製した。
<Example 7-4>
A secondary battery of Example 7-4 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (16) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−5>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(17)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−5の二次電池を作製した。
<Example 7-5>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (17) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−6>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(17)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−6の二次電池を作製した。
<Example 7-6>
A secondary battery of Example 7-6 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (17) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−7>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(18)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−7の二次電池を作製した。
<Example 7-7>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (18) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−8>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(18)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−8の二次電池を作製した。
<Example 7-8>
A secondary battery of Example 7-8 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (18) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−9>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(19)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−9の二次電池を作製した。
<Example 7-9>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (19) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−10>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(19)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−10の二次電池を作製した。
<Example 7-10>
A secondary battery of Example 7-10 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (19) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−11>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(20)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−11の二次電池を作製した。
<Example 7-11>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (20) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−12>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(20)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−12の二次電池を作製した。
<Example 7-12>
A secondary battery of Example 7-12 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (20) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−13>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(21)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−13の二次電池を作製した。
<Example 7-13>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (21) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−14>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(21)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−14の二次電池を作製した。
<Example 7-14>
The secondary battery of Example 7-14 is similar to Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (21) is added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−15>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(22)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−15の二次電池を作製した。
<Example 7-15>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (22) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−16>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(22)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−16の二次電池を作製した。
<Example 7-16>
A secondary battery of Example 7-16 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (22) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<実施例7−17>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(23)で表される化合物を0.5wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−17の二次電池を作製した。
<Example 7-17>
Instead of the compound represented by formula (15), the same procedure as in Example 7-1 was conducted except that 0.5 wt% of the compound represented by formula (23) was added. A secondary battery was produced.

<実施例7−18>
式(15)で表される化合物の換わりに、式(23)で表される化合物を3wt%加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例7−18の二次電池を作製した。
<Example 7-18>
A secondary battery of Example 7-18 was obtained in the same manner as Example 7-1 except that 3 wt% of the compound represented by formula (23) was added instead of the compound represented by formula (15). Was made.

<比較例7−1>
式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例7−1と同様にして、比較例7−1の二次電池を作製した。
<Comparative Example 7-1>
A secondary battery of Comparative Example 7-1 was produced in the same manner as Example 7-1 except that the compound represented by formula (15) was not added.

<比較例7−2>
式(15)で表される化合物の換わりに、γ−ブチロラクトン(GBL)を加えた点以外は、実施例7−1と同様にして、比較例7−2の二次電池を作製した。
<Comparative Example 7-2>
A secondary battery of Comparative Example 7-2 was produced in the same manner as Example 7-1 except that γ-butyrolactone (GBL) was added instead of the compound represented by Formula (15).

<実施例8−1>
負極4の換わりに、図6に示した負極100を以下に説明するように作製して用いると共に、電解液に式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例1−1と同様にして、実施例8−1の二次電池を作製した。負極100を作製する際には、まず、負極活物質として黒鉛を用い、この黒鉛97質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを添加して、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体101の片面に、均一に塗布し乾燥させることにより厚み60μmの負極活物質層102を形成した。次に、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。そののち、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 8-1>
Instead of the negative electrode 4, the negative electrode 100 shown in FIG. 6 was prepared and used as described below, and Example 1 except that the compound represented by formula (15) was not added to the electrolytic solution. In the same manner as in Example 1, a secondary battery of Example 8-1 was produced. When producing the negative electrode 100, first, graphite is used as a negative electrode active material, 97 parts by mass of this graphite and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed, and N-methyl-2-pyrrolidone is added. Then, a negative electrode active material layer 102 having a thickness of 60 μm was formed by uniformly applying and drying the negative electrode current collector 101 made of a copper foil having a thickness of 15 μm. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. After that, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例8−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例8−2の二次電池を作製した。
<Example 8-2>
A secondary battery of Example 8-2 was produced in the same manner as Example 8-1 except that the compound represented by formula (20) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例8−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例8−3の二次電池を作製した。
<Example 8-3>
A secondary battery of Example 8-3 was produced in the same manner as Example 8-1 except that the compound represented by formula (21) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例8−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例8−4の二次電池を作製した。
<Example 8-4>
A secondary battery of Example 8-4 was produced in the same manner as Example 8-1 except that the compound represented by formula (22) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例8−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例8−5の二次電池を作製した。
<Example 8-5>
A secondary battery of Example 8-5 was produced in the same manner as Example 8-1 except that the compound represented by formula (24) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−1>
以下に説明するように作製した負極100(4)を用いた点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例9−1の二次電池を作製した。負極100(4)を作製する際には、まず、厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体101の片面の上に蒸着法により厚み5μmのケイ素(Si)よりなる負極活物質層102を形成した。次に、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 9-1>
A secondary battery of Example 9-1 was produced in the same manner as in Example 8-1, except that the negative electrode 100 (4) produced as described below was used. When producing the negative electrode 100 (4), first, the negative electrode active material layer 102 made of silicon (Si) having a thickness of 5 μm is formed on one surface of the negative electrode current collector 101 made of copper foil having a thickness of 15 μm by vapor deposition. did. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例9−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−2の二次電池を作製した。
<Example 9-2>
A secondary battery of Example 9-2 was produced in the same manner as Example 9-1 except that the compound represented by formula (20) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−3の二次電池を作製した。
<Example 9-3>
A secondary battery of Example 9-3 was produced in the same manner as Example 9-1 except that the compound represented by formula (21) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−4の二次電池を作製した。
<Example 9-4>
A secondary battery of Example 9-4 was produced in the same manner as Example 9-1 except that the compound represented by formula (22) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−5の二次電池を作製した。
<Example 9-5>
A secondary battery of Example 9-5 was produced in the same manner as Example 9-1 except that the compound represented by formula (24) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−6>
電解液として、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)とジエチルカーボネート(DEC)とを重量比(FEC:DEC)1:1の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−6の二次電池を作製した。
<Example 9-6>
As an electrolytic solution, as an electrolyte salt, a solvent in which 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) and diethyl carbonate (DEC) are mixed at a weight ratio (FEC: DEC) 1: 1 composition, A secondary battery of Example 9-6 was produced in the same manner as Example 9-1 except that LiPF 6 dissolved at 1.0 mol / kg was used.

<実施例9−7>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−6と同様にして、実施例9−7の二次電池を作製した。
<Example 9-7>
A secondary battery of Example 9-7 was produced in the same manner as Example 9-6 except that the compound represented by formula (20) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−8>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−6と同様にして、実施例9−8の二次電池を作製した。
<Example 9-8>
A secondary battery of Example 9-8 was produced in the same manner as Example 9-6 except that the compound represented by formula (21) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−9>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−6と同様にして、実施例9−9の二次電池を作製した。
<Example 9-9>
A secondary battery of Example 9-9 was produced in the same manner as Example 9-6 except that the compound represented by formula (22) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−10>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−6と同様にして、実施例9−10の二次電池を作製した。
<Example 9-10>
A secondary battery of Example 9-10 was produced in the same manner as Example 9-6 except that the compound represented by formula (24) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−11>
電解液として、プロピレンカーボネート(PC)と4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)とジエチルカーボネート(DEC)とを重量比(PC:DFEC:DEC)4:1:5の組成で混合した溶媒に、電解質塩として、LiPF6 を1.0mol/kgとなるように溶解させたものを用いた点以外は、実施例9−1と同様にして、実施例9−11の二次電池を作製した。
<Example 9-11>
As an electrolytic solution, propylene carbonate (PC), 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (DFEC) and diethyl carbonate (DEC) in a weight ratio (PC: DFEC: DEC) 4: 1: 5. Example 9-11 was performed in the same manner as Example 9-1 except that LiPF 6 dissolved in 1.0 mol / kg as an electrolyte salt was used in the solvent mixed with the composition of A secondary battery was prepared.

<実施例9−12>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−11と同様にして、実施例9−12の二次電池を作製した。
<Example 9-12>
A secondary battery of Example 9-12 was produced in the same manner as Example 9-11 except that the compound represented by formula (20) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−13>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−11と同様にして、実施例9−13の二次電池を作製した。
<Example 9-13>
A secondary battery of Example 9-13 was produced in the same manner as Example 9-11 except that the compound represented by formula (21) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−14>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−11と同様にして、実施例9−14の二次電池を作製した。
<Example 9-14>
A secondary battery of Example 9-14 was produced in the same manner as Example 9-11 except that the compound represented by formula (22) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例9−15>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例9−11と同様にして、実施例9−15の二次電池を作製した。
<Example 9-15>
A secondary battery of Example 9-15 was produced in the same manner as Example 9-11 except that the compound represented by formula (24) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例10−1>
電解液中に、さらに、添加剤として、ビニレンカーボネート(VC)を1wt%加えた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例10−1の二次電池を作製した。
<Example 10-1>
A secondary battery of Example 10-1 was produced in the same manner as Example 9-7, except that 1 wt% of vinylene carbonate (VC) was further added as an additive to the electrolytic solution.

<実施例10−2>
電解液中に、さらに、添加剤として、無水コハク酸を1wt%加えた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例10−2の二次電池を作製した。
<Example 10-2>
A secondary battery of Example 10-2 was produced in the same manner as Example 9-7, except that 1 wt% of succinic anhydride was further added as an additive to the electrolytic solution.

<実施例10−3>
電解液中に、さらに、添加剤として、2−スルホ安息香酸無水物を1wt%加えた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例10−3の二次電池を作製した。
<Example 10-3>
A secondary battery of Example 10-3 was produced in the same manner as Example 9-7, except that 1 wt% of 2-sulfobenzoic anhydride was further added as an additive to the electrolytic solution.

<実施例10−4>
電解液中に、さらに、添加剤として、プロペンスルトンを1wt%加えた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例10−4の二次電池を作製した。
<Example 10-4>
A secondary battery of Example 10-4 was made in the same manner as Example 9-7, except that 1 wt% of propene sultone was further added as an additive to the electrolytic solution.

<実施例11−1>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、LiBF4 を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例11−1の二次電池を作製した。
<Example 11-1>
The secondary salt of Example 11-1 was the same as Example 9-7 except that LIPF 6 was dissolved to 0.9 mol / kg and LiBF 4 to 0.1 mol / kg as the electrolyte salt. A battery was produced.

<実施例11−2>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例11−2の二次電池を作製した。
<Example 11-2>
Example 9-7 was carried out in the same manner as Example 9-7 except that LIPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and lithium bisoxalate borate (LiBOB) was dissolved at 0.1 mol / kg as the electrolyte salt. A secondary battery of 11-2 was produced.

<実施例11−3>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiTFSI)を0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例11−3の二次電池を作製した。
<Example 11-3>
Except that LIPF 6 was dissolved at 0.9 mol / kg and bis (trifluoromethanesulfonyl) imidolithium (LiTFSI) was dissolved at 0.1 mol / kg as an electrolyte salt, the same as in Example 9-7. A secondary battery of Example 11-3 was produced.

<実施例11−4>
電解質塩として、LIPF6 を0.9mol/kg、式(49)で表される1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムを0.1mol/kgとなるように溶解させた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例11−4の二次電池を作製した。
<Example 11-4>
Except that the electrolyte salt was dissolved so that LIPF 6 was 0.9 mol / kg and 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium represented by the formula (49) was 0.1 mol / kg. A secondary battery of Example 11-4 was produced in the same manner as Example 9-7.

<実施例12−1>
以下に説明するように作製した負極100(4)を用いた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例12−1の二次電池を作製した。厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体101(4A)の上に蒸着法により厚み5μmのケイ素(Si)よりなる複数の負極活物質粒子を形成した。そののち、液相析出法によって負極活物質粒子の表面に酸化物含有膜としてケイ素の酸化物(SiO2 )を析出させることにより負極活物質層102を形成した。酸化物含有膜を形成する際には、ケイフッ化水素酸にアニオン補足剤としてホウ素を溶解させた溶液中に、負極活物質粒子が形成された負極集電体101(4A)を3時間浸漬し、その負極活物質粒子の表面にケイ素の酸化物を析出させたのち、水洗して減圧乾燥した。次に、式(20)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 12-1>
A secondary battery of Example 12-1 was produced in the same manner as Example 9-7, except that the negative electrode 100 (4) produced as described below was used. A plurality of negative electrode active material particles made of silicon (Si) having a thickness of 5 μm were formed on a negative electrode current collector 101 (4A) made of a copper foil having a thickness of 15 μm by a vapor deposition method. Thereafter, a negative electrode active material layer 102 was formed by depositing silicon oxide (SiO 2 ) as an oxide-containing film on the surface of the negative electrode active material particles by a liquid phase deposition method. When forming the oxide-containing film, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material particles were formed was immersed in a solution in which boron as an anion scavenger was dissolved in hydrofluoric acid for 3 hours. After depositing a silicon oxide on the surface of the negative electrode active material particles, it was washed with water and dried under reduced pressure. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (20) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例12−2>
以下に説明するように作製した負極100(4)を用いた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例12−2の二次電池を作製した。厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体101(4A)の上に蒸着法により厚み5μmのケイ素(Si)よりなる複数の負極活物質粒子を形成した。次に、電解鍍金法によって金属材料としてコバルト(Co)の鍍金膜を成長させることにより負極活物質層102を形成した。金属材料を形成する際には、鍍金浴にエアーを供給しながら通電して負極集電体101(4A)の片面にコバルトを堆積させた。この際、鍍金液として日本高純度化学株式会社製のコバルト鍍金液を用い、電流密度を2A/dm2 〜5A/dm2 とし、鍍金速度を10nm/秒とした。次に、式(20)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 12-2>
A secondary battery of Example 12-2 was produced in the same manner as Example 9-7, except that the negative electrode 100 (4) produced as described below was used. A plurality of negative electrode active material particles made of silicon (Si) having a thickness of 5 μm were formed on a negative electrode current collector 101 (4A) made of a copper foil having a thickness of 15 μm by a vapor deposition method. Next, a negative electrode active material layer 102 was formed by growing a cobalt (Co) plating film as a metal material by an electrolytic plating method. When forming the metal material, electricity was supplied while supplying air to the plating bath, and cobalt was deposited on one surface of the negative electrode current collector 101 (4A). At this time, a cobalt plating solution manufactured by Japan High Purity Chemical Co., Ltd. was used as the plating solution, the current density was 2 A / dm 2 to 5 A / dm 2 , and the plating rate was 10 nm / second. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (20) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例12−3>
以下に説明するように作製した負極100(4)を用いた点以外は、実施例9−7と同様にして、実施例12−3の二次電池を作製した。厚み15μmの銅箔よりなる負極集電体101(4A)の上に蒸着法により厚み5μmのケイ素(Si)よりなる複数の負極活物質粒子を形成した。次に、実施例12−1と同様にして、液相析出法によって負極活物質粒子の表面に酸化物含有膜としてケイ素の酸化物(SiO2 )を析出させた。そののち、実施例12−2と同様にして、電解鍍金法によって金属材料としてコバルト(Co)の鍍金膜を成長させることにより負極活物質層102を形成した。次に、式(20)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 12-3>
A secondary battery of Example 12-3 was produced in the same manner as Example 9-7, except that the negative electrode 100 (4) produced as described below was used. A plurality of negative electrode active material particles made of silicon (Si) having a thickness of 5 μm were formed on a negative electrode current collector 101 (4A) made of a copper foil having a thickness of 15 μm by a vapor deposition method. Next, in the same manner as in Example 12-1, a silicon oxide (SiO 2 ) was deposited as an oxide-containing film on the surface of the negative electrode active material particles by a liquid phase deposition method. After that, in the same manner as in Example 12-2, a negative electrode active material layer 102 was formed by growing a plating film of cobalt (Co) as a metal material by an electrolytic plating method. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (20) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<比較例12−1>
被膜103を形成しなかった点以外は、実施例12−1と同様にして、比較例12−1の二次電池を作製した。
<Comparative Example 12-1>
A secondary battery of Comparative Example 12-1 was produced in the same manner as Example 12-1, except that the film 103 was not formed.

<比較例12−2>
被膜103を形成しなかった点以外は、実施例12−2と同様にして、比較例12−2の二次電池を作製した。
<Comparative Example 12-2>
A secondary battery of Comparative Example 12-2 was produced in the same manner as Example 12-2 except that the film 103 was not formed.

<比較例12−3>
被膜103を形成しなかった点以外は、実施例12−3と同様にして、比較例12−3の二次電池を作製した。
<Comparative Example 12-3>
A secondary battery of Comparative Example 12-3 was produced in the same manner as Example 12-3, except that the film 103 was not formed.

<実施例13−1>
負極100を以下に説明するように作製した点以外は、実施例9−6と同様にして、実施例13−1の二次電池を作製した。負極100を作製する際には、まず、負極活物質として平均粒径1μmのケイ素粉末を用い、このケイ素粉末95質量部と、結着剤としてポリイミド5質量部とを混合し、N−メチル−2−ピロリドンを添加して、厚み18μmの銅箔よりなる負極集電体101の片面に、均一に塗布し乾燥させてから加圧した。そののち、真空雰囲気下において400℃で12時間加熱することにより厚み20μmの負極活物質層102を形成した。次に、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。
<Example 13-1>
A secondary battery of Example 13-1 was produced in the same manner as Example 9-6 except that the negative electrode 100 was produced as described below. When producing the negative electrode 100, first, silicon powder having an average particle diameter of 1 μm was used as the negative electrode active material, 95 parts by mass of this silicon powder and 5 parts by mass of polyimide as the binder were mixed, and N-methyl- 2-Pyrrolidone was added to the negative electrode current collector 101 made of a copper foil having a thickness of 18 μm, uniformly applied and dried, and then pressed. After that, the negative electrode active material layer 102 having a thickness of 20 μm was formed by heating at 400 ° C. for 12 hours in a vacuum atmosphere. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例13−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例13−1と同様にして、実施例13−2の二次電池を作製した。
<Example 13-2>
A secondary battery of Example 13-2 was produced in the same manner as Example 13-1, except that the compound represented by Formula (20) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例13−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例13−1と同様にして、実施例13−3の二次電池を作製した。
<Example 13-3>
A secondary battery of Example 13-3 was produced in the same manner as Example 13-1, except that the compound represented by Formula (21) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例13−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例13−1と同様にして、実施例13−4の二次電池を作製した。
<Example 13-4>
A secondary battery of Example 13-4 was produced in the same manner as Example 13-1, except that the compound represented by Formula (22) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例13−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例13−1と同様にして、実施例13−5の二次電池を作製した。
<Example 13-5>
A secondary battery of Example 13-5 was produced in the same manner as Example 13-1, except that the compound represented by Formula (24) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例14−1>
負極100を以下に説明するように作製した点以外は、実施例8−1と同様にして、実施例14−1の二次電池を作製した。負極100を作製する際には、まず、実施例7−1と同様にして、CoSnC含有材料を合成した。このCoSnC含有材料の組成を分析したところ、スズ、コバルトおよび炭素の含有量、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合Co/(Sn+Co)は、実施例7−1のCoSnC含有材料と同様であった。
<Example 14-1>
A secondary battery of Example 14-1 was produced in the same manner as Example 8-1, except that the negative electrode 100 was produced as described below. When producing the negative electrode 100, first, a CoSnC-containing material was synthesized in the same manner as in Example 7-1. When the composition of this CoSnC-containing material was analyzed, the content of tin, cobalt and carbon, and the ratio of cobalt to the total of tin and cobalt Co / (Sn + Co) were the same as those of the CoSnC-containing material of Example 7-1. It was.

次に、負極活物質として、上述のCoSnC含有材料粉末80質量部と、導電剤として黒鉛12質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン8質量部とを混合し、溶剤であるN−メチル−2−ピロリドンに分散させた。次に、銅箔(15μm厚)からなる負極集電体101(4A)に塗布して乾燥させたのちに圧縮成形することにより、負極活物質層102(4B)を形成した。次に、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、負極活物質層102(4B)が形成された負極集電体101(4A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、負極活物質層102(4B)上に被膜103を形成した。最後に、負極活物質層102(4B)および被膜103が形成された負極集電体101(4A)を直径16mmの円形に打ち抜き、これにより負極100(4)を得た。   Next, 80 parts by mass of the above-mentioned CoSnC-containing material powder as a negative electrode active material, 12 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 8 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder are mixed, and N-methyl- which is a solvent is mixed. Dispersed in 2-pyrrolidone. Next, the negative electrode active material layer 102 (4B) was formed by applying and drying the negative electrode current collector 101 (4A) made of copper foil (15 μm thick), followed by drying. Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. Next, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to obtain a negative electrode active material. A film 103 was formed over the material layer 102 (4B). Finally, the negative electrode current collector 101 (4A) on which the negative electrode active material layer 102 (4B) and the film 103 were formed was punched into a circle having a diameter of 16 mm, thereby obtaining the negative electrode 100 (4).

<実施例14−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例14−1と同様にして、実施例14−2の二次電池を作製した。
<Example 14-2>
A secondary battery of Example 14-2 was produced in the same manner as Example 14-1, except that the compound represented by Formula (20) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例14−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例14−1と同様にして、実施例14−3の二次電池を作製した。
<Example 14-3>
A secondary battery of Example 14-3 was produced in the same manner as Example 14-1, except that the compound represented by Formula (21) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例14−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例14−1と同様にして、実施例14−4の二次電池を作製した。
<Example 14-4>
A secondary battery of Example 14-4 was produced in the same manner as Example 14-1, except that the compound represented by Formula (22) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例14−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例14−1と同様にして、実施例14−5の二次電池を作製した。
<Example 14-5>
A secondary battery of Example 14-5 was produced in the same manner as Example 14-1, except that the compound represented by Formula (24) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例15−1>
正極2の換わりに、図11に示した正極300を以下に説明するように作製して用いると共に、電解液に式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例15−1の二次電池を作製した。正極300(2)を形成する際には、まず、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物(LiCoO2 )94質量部と、導電剤としてグラファイト3質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン3質量部とを混合したのち、N−メチル−2−ピロリドンを添加し正極合剤スラリーを得た。次に、得られた正極合剤スラリーを、厚み20μmのアルミニウム箔よりなる正極集電体301(2A)の片面に、均一に塗布し乾燥させて正極活物質層302(2B)を形成した。次に、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、正極活物質層302(2B)が形成された正極集電体301(2A)を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、正極活物質層302(2B)上に被膜303を形成した。最後に、正極活物質層302(2B)および被膜303が形成された正極集電体301(2A)を直径15mmの円形に打ち抜き、これにより正極300(2)を得た。
<Example 15-1>
Instead of the positive electrode 2, the positive electrode 300 shown in FIG. 11 was prepared and used as described below, and Example 7- except that the compound represented by the formula (15) was not added to the electrolytic solution. In the same manner as in Example 1, a secondary battery of Example 15-1 was produced. In forming the positive electrode 300 (2), first, 94 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of graphite as a conductive agent, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder. After mixing the parts, N-methyl-2-pyrrolidone was added to obtain a positive electrode mixture slurry. Next, the obtained positive electrode mixture slurry was uniformly applied to one surface of a positive electrode current collector 301 (2A) made of an aluminum foil having a thickness of 20 μm and dried to form a positive electrode active material layer 302 (2B). Next, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. Next, the positive electrode current collector 301 (2A) on which the positive electrode active material layer 302 (2B) is formed is dipped in an aqueous solution for several seconds and then pulled up, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. A film 303 was formed over the material layer 302 (2B). Finally, the positive electrode current collector 301 (2A) on which the positive electrode active material layer 302 (2B) and the coating 303 were formed was punched into a circle having a diameter of 15 mm, thereby obtaining the positive electrode 300 (2).

<実施例15−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例15−1と同様にして、実施例15−2の二次電池を作製した。
<Example 15-2>
A secondary battery of Example 15-2 was produced in the same manner as Example 15-1, except that the compound represented by Formula (20) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例15−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例15−1と同様にして、実施例15−3の二次電池を作製した。
<Example 15-3>
A secondary battery of Example 15-3 was produced in the same manner as Example 15-1, except that the compound represented by Formula (21) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例15−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例15−1と同様にして、実施例15−4の二次電池を作製した。
<Example 15-4>
A secondary battery of Example 15-4 was produced in the same manner as Example 15-1, except that the compound represented by Formula (22) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例15−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例15−1と同様にして、実施例15−5の二次電池を作製した。
<Example 15-5>
A secondary battery of Example 15-5 was fabricated in the same manner as Example 15-1, except that the compound represented by formula (24) was used instead of the compound represented by formula (19). did.

<実施例16−1>
セパレータ3の換わりに、図12に示したセパレータ400を以下に説明するように作製して用いると共に、電解液に式(15)で表される化合物を加えなかった点以外は、実施例7−1と同様にして、実施例16−1の二次電池を作製した。セパレータ400(3)を形成する際には、まず、式(19)で表される化合物を溶解させた3wt%水溶液を調製した。次に、厚み25μmの微多孔性ポリプロピレンフィルムよりなる微多孔性膜401を水溶液中に数秒間浸漬させてから引き上げたのち、60℃の減圧環境中において乾燥させて、微多孔性膜401上に被膜402を形成した。これによりセパレータ400(3)を得た。
<Example 16-1>
Instead of the separator 3, the separator 400 shown in FIG. 12 was prepared and used as described below, and Example 7− was used except that the compound represented by the formula (15) was not added to the electrolytic solution. In the same manner as in Example 1, a secondary battery of Example 16-1 was produced. When forming the separator 400 (3), first, a 3 wt% aqueous solution in which the compound represented by the formula (19) was dissolved was prepared. Next, a microporous membrane 401 made of a microporous polypropylene film having a thickness of 25 μm is dipped in an aqueous solution for several seconds and then lifted, and then dried in a reduced pressure environment at 60 ° C. to form a microporous membrane 401 on the microporous membrane 401. A coating 402 was formed. This obtained separator 400 (3).

<実施例16−2>
式(19)で表される化合物に換えて、式(20)で表される化合物を用いた点以外は、実施例16−1と同様にして、実施例16−2の二次電池を作製した。
<Example 16-2>
A secondary battery of Example 16-2 was produced in the same manner as Example 16-1, except that the compound represented by Formula (20) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例16−3>
式(19)で表される化合物に換えて、式(21)で表される化合物を用いた点以外は、実施例16−1と同様にして、実施例16−3の二次電池を作製した。
<Example 16-3>
A secondary battery of Example 16-3 was produced in the same manner as Example 16-1, except that the compound represented by Formula (21) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例16−4>
式(19)で表される化合物に換えて、式(22)で表される化合物を用いた点以外は、実施例16−1と同様にして、実施例16−4の二次電池を作製した。
<Example 16-4>
A secondary battery of Example 16-4 was produced in the same manner as Example 16-1, except that the compound represented by Formula (22) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

<実施例16−5>
式(19)で表される化合物に換えて、式(24)で表される化合物を用いた点以外は、実施例16−1と同様にして、実施例16−5の二次電池を作製した。
<Example 16-5>
A secondary battery of Example 16-5 was produced in the same manner as Example 16-1, except that the compound represented by Formula (24) was used instead of the compound represented by Formula (19). did.

次に作製した実施例1−1〜実施例16−5および比較例1−1〜比較例13−1の二次電池について、以下に説明するようにして、100サイクル後の放電容維持率を測定し、サイクル特性を評価した。   Next, with respect to the fabricated secondary batteries of Example 1-1 to Example 16-5 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 13-1, the discharge capacity maintenance rate after 100 cycles was determined as described below. Measured and evaluated cycle characteristics.

まず、23℃の雰囲気中において2サイクル充放電することにより、2サイクル目の放電容量を求めた。続いて、同雰囲気中において98サイクル充放電することにより、100サイクル目の放電容量を求めた。最後に、(式)放電容量維持率(%)=(100サイクル目の放電容量/2サイクル目の放電容量)×100(%)により、放電容量維持率を算出した。1サイクルの充放電条件としては、0.2Cの充電電流で上限電圧4.2Vまで定電流定電圧充電したのち、0.2Cの放電電流で終止電圧2.5Vまで定電流放電した。なお、0.2Cとは、理論容量を5時間で放電(充電)しきる電流値である。   First, the discharge capacity of the 2nd cycle was calculated | required by charging / discharging 2 cycles in 23 degreeC atmosphere. Subsequently, the discharge capacity at the 100th cycle was determined by charging and discharging 98 cycles in the same atmosphere. Finally, the discharge capacity retention ratio was calculated by (Equation) discharge capacity retention ratio (%) = (discharge capacity at the 100th cycle / discharge capacity at the second cycle) × 100 (%). As charging / discharging conditions of 1 cycle, after carrying out the constant current constant voltage charge to the upper limit voltage 4.2V with the charging current of 0.2C, the constant current discharge was carried out to the final voltage 2.5V with the discharge current of 0.2C. Here, 0.2 C is a current value at which the theoretical capacity can be discharged (charged) in 5 hours.

実施例1−1〜実施例1−18および比較例1−1〜比較例1−2の放電容量維持率を表1に示す。実施例1−9、実施例2−1〜実施例2−5および比較例2−1〜比較例2−5の放電容量維持率を表2に示す。実施例1−9、実施例3−1〜実施例3−4の放電容量維持率を表3に示す。実施例4−1〜実施例4−36および比較例4−1〜比較例4−6の放電容量維持率を表4に示す。実施例4−18、実施例5−1〜実施例5−4の放電容量維持率を表5に示す。実施例4−18、実施例6−1〜実施例6−4の放電容量維持率を表6に示す。実施例7−1〜実施例7−18および比較例7−1〜比較例7−2の放電容量維持率を表7に示す。実施例8−1〜実施例8−8および比較例1−1の放電容量維持率を表8に示す。実施例9−1〜実施例9−15および比較例4−1、比較例4−3、比較例4−5の放電容量維持率を表9に示す。実施例9−7、実施例10−1〜実施例10−4の放電容量維持率を表10に示す。実施例9−7、実施例11−1〜実施例11−4の放電容量維持率を表11に示す。実施例9−7、実施例12−1〜実施例12−3および比較例12−1〜比較例12−3の放電容量維持率を表12に示す。実施例13−1〜実施例13−5および比較例13−1の放電容量維持率を表13に示す。実施例14−1〜実施例14−5および比較例7−1の放電容量維持率を表14に示す。実施例15−1〜実施例15−5および比較例4−1の放電容量維持率を表15に示す。実施例16−1〜実施例16−5および比較例4−1の放電容量維持率を表16に示す。   Table 1 shows the discharge capacity retention rates of Example 1-1 to Example 1-18 and Comparative Example 1-1 to Comparative Example 1-2. Table 2 shows the discharge capacity retention rates of Example 1-9, Example 2-1 to Example 2-5, and Comparative Example 2-1 to Comparative Example 2-5. Table 3 shows the discharge capacity retention rates of Example 1-9 and Example 3-1 to Example 3-4. Table 4 shows the discharge capacity retention rates of Example 4-1 to Example 4-36 and Comparative Example 4-1 to Comparative Example 4-6. Table 5 shows the discharge capacity retention rates of Example 4-18 and Example 5-1 to Example 5-4. Table 6 shows the discharge capacity retention rates of Example 4-18 and Example 6-1 to Example 6-4. Table 7 shows the discharge capacity retention rates of Example 7-1 to Example 7-18 and Comparative Example 7-1 to Comparative Example 7-2. Table 8 shows the discharge capacity retention rates of Example 8-1 to Example 8-8 and Comparative Example 1-1. Table 9 shows the discharge capacity retention rates of Example 9-1 to Example 9-15, Comparative Example 4-1, Comparative Example 4-3, and Comparative Example 4-5. Table 10 shows the discharge capacity retention rates of Example 9-7 and Example 10-1 to Example 10-4. Table 11 shows the discharge capacity retention ratios of Example 9-7 and Example 11-1 to Example 11-4. Table 12 shows the discharge capacity retention rates of Example 9-7, Example 12-1 to Example 12-3, and Comparative Example 12-1 to Comparative Example 12-3. Table 13 shows the discharge capacity retention rates of Example 13-1 to Example 13-5 and Comparative Example 13-1. Table 14 shows the discharge capacity retention rates of Example 14-1 to Example 14-5 and Comparative Example 7-1. Table 15 shows the discharge capacity retention rates of Example 15-1 to Example 15-5 and Comparative Example 4-1. Table 16 shows the discharge capacity retention ratios of Example 16-1 to Example 16-5 and Comparative Example 4-1.

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表1に示すように、実施例1−1〜実施例1−18では、比較例1−1および比較例1−2と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極に炭素材料を用いた場合において、電解液に式(15)〜式(23)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 1, in Example 1-1 to Example 1-18, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 1-1 and Comparative Example 1-2. That is, when a carbon material is used for the negative electrode, it was found that the cycle characteristics can be improved by including any one of the compounds represented by the formulas (15) to (23) in the electrolytic solution. .

表2に示すように、実施例2−1〜実施例2−5では、実施例1−9と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極に炭素材料を用いる場合において、式(13)で表される化合物と、ビニレンカーボネート(VC)、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)、4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(DFEC)、無水コハク酸、2−スルホ安息香酸無水物またはプロペンスルトン(PRS)とを併用することでさらにサイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 2, in Example 2-1 to Example 2-5, the discharge capacity retention rate was higher than that in Example 1-9. That is, in the case of using a carbon material for the negative electrode, the compound represented by the formula (13), vinylene carbonate (VC), 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC), 4,5-difluoro It was found that cycle characteristics can be further improved by using -1,3-dioxolan-2-one (DFEC), succinic anhydride, 2-sulfobenzoic anhydride or propene sultone (PRS) in combination.

表3に示すように、実施例3−1〜実施例3−4では、実施例1−9と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極に炭素材料を用いる場合において、式(19)で表される化合物と、電解質塩としてLiBF4 、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiTFSI)または1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムとを併用することで、さらに、サイクル特性を向上できることがわかった。 As shown in Table 3, in Example 3-1 to Example 3-4, the discharge capacity retention rate was higher than that in Example 1-9. That is, in the case of using a carbon material for the negative electrode, the compound represented by the formula (19) and LiBF 4 , lithium bisoxalate borate (LiBOB), bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (LiTFSI) or 1 as the electrolyte salt It was found that the cycle characteristics can be further improved by using together with 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium.

表4に示すように、実施例4−1〜実施例4−9では、比較例4−1および比較例4−2と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例4−10〜実施例4−27では、比較例4−3および比較例4−4と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例4−28〜実施例4−36では、比較例4−5および比較例4−6と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、電解液に式(15)〜式(23)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 4, in Example 4-1 to Example 4-9, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-1 and Comparative Example 4-2. In Example 4-10 to Example 4-27, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-3 and Comparative Example 4-4. In Example 4-28 to Example 4-36, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-5 and Comparative Example 4-6. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used for the negative electrode, the cycle is achieved by including any one of the compounds represented by the formulas (15) to (23) in the electrolytic solution. It was found that the characteristics can be improved.

表5に示すように、実施例5−1〜実施例5−4では、実施例4−18と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、電解液に式(19)で表される化合物と、無水コハク酸または2−スルホ安息香酸無水物またはプロペンスルトン(PRS)とを併用することでさらにサイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 5, in Example 5-1 to Example 5-4, the discharge capacity retention rate was higher than that in Example 4-18. That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used for the negative electrode, the compound represented by the formula (19), succinic anhydride, 2-sulfobenzoic anhydride, or propene sultone (PRS) is used in the electrolytic solution. It was found that the cycle characteristics can be further improved by using together.

表6に示すように、実施例6−1〜実施例6−4では、実施例4−18と比べて、放電容量維持率がほぼ同等であった。すなわち、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料を用いる場合において、式(19)で表される化合物と、電解質塩としてLiBF4 、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiTFSI)または1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムとを、サイクル特性を劣化することなく併用できることがわかった。 As shown in Table 6, in Example 6-1 to Example 6-4, the discharge capacity retention rate was substantially the same as in Example 4-18. That is, in the case where a material containing silicon (Si) as a constituent element is used for the negative electrode, the compound represented by the formula (19), LiBF 4 , lithium bisoxalate borate (LiBOB), bis (trifluoromethanesulfonyl) as the electrolyte salt It was found that imidolithium (LiTFSI) or 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium can be used in combination without deteriorating cycle characteristics.

表7に示すように、実施例7−1〜実施例7−18では、比較例7−1および比較例7−2と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いる場合において、電解液に、式(15)〜式(23)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 7, in Example 7-1 to Example 7-18, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 7-1 and Comparative Example 7-2. That is, in the case where a material containing tin (Sn) as a constituent element is used for the negative electrode, the electrolyte solution contains any one of the compounds represented by the formulas (15) to (23). It was found that cycle characteristics can be improved.

また、表1、表4、表7に示すように、負極に炭素材料を用いた場合より、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料または負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いた場合のほうが、サイクル特性がより劣化する傾向にあった。すなわち、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料または負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いた場合に、式(15)〜式(23)で表される化合物のいずれかを含む電解液を用いることが、特に効果的であることがわかった。   In addition, as shown in Table 1, Table 4, and Table 7, a material containing silicon (Si) as a constituent element in the negative electrode or a material containing tin (Sn) as a constituent element in the negative electrode, compared to the case where a carbon material is used in the negative electrode. There was a tendency for the cycle characteristics to deteriorate more when using. That is, any of the compounds represented by the formulas (15) to (23) when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used for the negative electrode or a material containing tin (Sn) as a constituent element is used for the negative electrode It has been found that it is particularly effective to use an electrolytic solution containing.

なお、式(1)で表される化合物において、X=アミノ基である化合物や、X=ハロゲン基である化合物や、X=−OMであると共に、M=アルキルシリル基である化合物、M=水素(H)およびリチウム(Li)以外の長周期型周期表における1族元素である化合物またはM=長周期型周期表における2族元素である化合物を用いても、上述の実施例および比較例と同様の結果が得られる傾向にある。したがって、式(1)で表される化合物において、電解液に、X=アミノ基である化合物や、X=ハロゲン基である化合物や、X=−OMであると共に、M=アルキルシリル基である化合物、M=水素(H)およびリチウム(Li)以外の長周期型周期表における1族元素である化合物またはM=長周期型周期表における2族元素である化合物を含むようにすることで、サイクル特性を向上させることができることがわかる。   In the compound represented by formula (1), a compound where X = amino group, a compound where X = halogen group, a compound where X = −OM and M = alkylsilyl group, M = Even if a compound that is a group 1 element in the long-period periodic table other than hydrogen (H) and lithium (Li) or a compound that is a group 2 element in the M = long-period periodic table is used, the above-described examples and comparative examples There is a tendency to obtain similar results. Therefore, in the compound represented by the formula (1), the electrolyte solution includes a compound where X = amino group, a compound where X = halogen group, X = -OM, and M = alkylsilyl group. By including a compound, a compound that is a group 1 element in the long-period periodic table other than M = hydrogen (H) and lithium (Li), or a compound that is a group 2 element in the long-period periodic table, It can be seen that the cycle characteristics can be improved.

また、上述した実施例では、非水電解質として、非水電解液を用いる場合について説明したが、ゲル状の非水電解質を用いても同様の結果を得られる傾向にある。   Moreover, although the example mentioned above demonstrated the case where a non-aqueous electrolyte was used as a non-aqueous electrolyte, it exists in the tendency for the same result to be obtained even if it uses a gel-like non-aqueous electrolyte.

表8に示すように、実施例8−1〜実施例8−5では、比較例1−1と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極に炭素材料を用いた場合において、負極活物質層の表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 8, in Example 8-1 to Example 8-5, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 1-1. That is, when a carbon material is used for the negative electrode, the coating formed on the surface of the negative electrode active material layer includes any one of the compounds represented by formula (19) to formula (22) and formula (24). It was found that the cycle characteristics can be improved by doing so.

表9に示すように、実施例9−1〜実施例9−5では、比較例4−1と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例9−6〜実施例9−10では、比較例4−3と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例9−11〜実施例9−15では、比較例4−5と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、負極活物質層の表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 9, in Example 9-1 to Example 9-5, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 4-1. In Example 9-6 to Example 9-10, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-3. In Example 9-11 to Example 9-15, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-5. That is, in the case where silicon (Si; vapor deposition method) is used for the negative electrode, the film formed on the surface of the negative electrode active material layer is selected from the compounds represented by formula (19) to formula (22) and formula (24). It was found that the cycle characteristics can be improved by including any of them.

表10に示すように、実施例10−1〜実施例10−4では、実施例9−7と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、負極活物質層の表面に形成され、式(20)で表される化合物を含む被膜と、無水コハク酸、2−スルホ安息香酸無水物またはプロペンスルトン(PRS)を含む電解液とを併用することで、さらにサイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 10, in Example 10-1 to Example 10-4, the discharge capacity retention rate was higher than that in Example 9-7. That is, in the case of using silicon (Si; vapor deposition method) for the negative electrode, a film formed on the surface of the negative electrode active material layer and containing the compound represented by the formula (20), succinic anhydride, 2-sulfobenzoic anhydride It has been found that the cycle characteristics can be further improved by using in combination with an electrolyte or an electrolyte containing propene sultone (PRS).

表11に示すように、実施例11−1〜実施例11−4では、実施例9−7と比べて、放電容量維持率がほぼ同等であった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、負極活物質層の表面に形成され、式(20)で表される化合物を含む被膜と、電解質塩としてLiBF4 、リチウムビスオキサレートボレート(LiBOB)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiTFSI)または1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムを含む電解液とを併用することで、高いサイクル特性が保持できることがわかった。 As shown in Table 11, in Example 11-1 to Example 11-4, the discharge capacity retention rate was substantially equivalent as compared with Example 9-7. That is, when silicon (Si; vapor deposition method) is used for the negative electrode, a coating film formed on the surface of the negative electrode active material layer and containing the compound represented by the formula (20), and LiBF 4 , lithium bisoxalate as the electrolyte salt It was found that high cycle characteristics can be maintained by using in combination with an electrolytic solution containing borate (LiBOB), bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (LiTFSI) or 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide lithium.

表12に示すように実施例12−1では、比較例12−1と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例12−2では、比較例12−2と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例12−3では、比較例12−3と比べて、放電容量維持率が高かった。実施例12−1〜実施例12−3では、実施例9−7と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、負極活物質層の表面に形成され、式(20)で表される化合物を含む被膜と、負極活物質層が有する酸化物被膜または金属材料とを併用することで、さらにサイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 12, in Example 12-1, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 12-1. In Example 12-2, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 12-2. In Example 12-3, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 12-3. In Example 12-1 to Example 12-3, the discharge capacity retention rate was higher than that in Example 9-7. That is, in the case of using silicon (Si; vapor deposition method) for the negative electrode, a film formed on the surface of the negative electrode active material layer and containing a compound represented by the formula (20), and an oxide film or the negative electrode active material layer has It was found that the cycle characteristics can be further improved by using a metal material together.

表13に示すように、実施例13−1〜実施例13−5では、比較例13−1と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;焼結法)を用いた場合において、負極活物質層の表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 13, in Example 13-1 to Example 13-5, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 13-1. That is, when silicon (Si; sintering method) is used for the negative electrode, the coating formed on the surface of the negative electrode active material layer is composed of the compounds represented by the formulas (19) to (22) and (24). It was found that the cycle characteristics can be improved by including any of them.

表14に示すように、実施例14−1〜実施例14−5では、比較例7−1と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いる場合において、負極活物質層の表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 14, in Example 14-1 to Example 14-5, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 7-1. That is, in the case where a material containing tin (Sn) as a constituent element is used for the negative electrode, the film formed on the surface of the negative electrode active material layer is a compound represented by formula (19) to formula (22) or formula (24) It was found that the cycle characteristics can be improved by including any of the above.

また、表8、表9、表13、表14に示すように、負極に炭素材料を用いた場合より、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料または負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いた場合のほうが、サイクル特性がより劣化する傾向にあった。すなわち、負極にケイ素(Si)を構成元素として含む材料または負極にスズ(Sn)を構成元素として含む材料を用いた場合に、式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含む被膜が負極活物質層の表面に形成された負極を用いることが、特に効果的であることがわかった。   Further, as shown in Table 8, Table 9, Table 13, and Table 14, a material containing silicon (Si) as a constituent element in the negative electrode or tin (Sn) as a constituent element in the negative electrode, compared to the case where a carbon material is used for the negative electrode. In the case of using the material contained as a component, the cycle characteristics tended to deteriorate more. That is, when a material containing silicon (Si) as a constituent element is used for the negative electrode or a material containing tin (Sn) as a constituent element is used for the negative electrode, it is expressed by formulas (19) to (22) and formula (24). It has been found that it is particularly effective to use a negative electrode in which a coating containing any one of the above compounds is formed on the surface of the negative electrode active material layer.

表15に示すように、実施例15−1〜実施例15−5では、比較例4−1と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、正極活物質層の表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 15, in Example 15-1 to Example 15-5, the discharge capacity retention rate was higher than that in Comparative Example 4-1. That is, in the case where silicon (Si; vapor deposition method) is used for the negative electrode, the film formed on the surface of the positive electrode active material layer is selected from the compounds represented by formula (19) to formula (22) and formula (24). It was found that the cycle characteristics can be improved by including any of them.

表16に示すように、実施例16−1〜実施例16−5では、比較例4−1と比べて、放電容量維持率が高かった。すなわち、負極にケイ素(Si;蒸着法)を用いる場合において、セパレータの表面に形成された被膜が式(19)〜式(22)、式(24)で表される化合物のうちの何れかを含むようにすることで、サイクル特性を向上できることがわかった。   As shown in Table 16, in Example 16-1 to Example 16-5, the discharge capacity retention rate was higher than that of Comparative Example 4-1. That is, when silicon (Si; vapor deposition method) is used for the negative electrode, the film formed on the surface of the separator is any one of the compounds represented by formula (19) to formula (22) and formula (24). It was found that the cycle characteristics can be improved by including.

また、表4、表9、表15、表16に示すように、正極、負極、セパレータおよび電解液のうちの少なくとも1つが式(1)で表される化合物を含むようにすることで、サイクル特性が向上することがわかった。この場合には、式(1)で表される化合物のうちの何れかを含む被膜が負極活物質層の表面に形成された負極を用いることが、特に効果的であることがわかった。   In addition, as shown in Table 4, Table 9, Table 15, and Table 16, at least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution contains the compound represented by the formula (1), thereby enabling the cycle. It was found that the characteristics were improved. In this case, it turned out that it is especially effective to use the negative electrode in which the film containing any of the compounds represented by Formula (1) was formed on the surface of the negative electrode active material layer.

なお、式(1)で表される化合物において、X=アミノ基である化合物や、X=ハロゲン基である化合物や、X=−OMであると共に、M=炭化水素基である化合物、M=リチウム(Li)以外の長周期型周期表における1族元素である化合物、M=マグネシウム(Mg)以外の長周期型周期表における2族元素である化合物またはM=アルキルシリル基である化合物を被膜に含ませて用いても、上述の実施例と同様の結果が得られる傾向にある。したがって、式(1)で表される化合物において、負極、正極およびセパレータのうちの少なくとも1つに、X=アミノ基である化合物や、X=ハロゲン基である化合物や、X=−OMであると共に、M=炭化水素基である化合物、M=リチウム(Li)以外の長周期型周期表における1族元素である化合物、M=マグネシウム(Mg)以外の長周期型周期表における2族元素である化合物またはM=アルキルシリル基である化合物を含むようにすることで、サイクル特性を向上させることができることがわかる。   In the compound represented by formula (1), a compound where X = amino group, a compound where X = halogen group, a compound where X = −OM and M = hydrocarbon group, M = Coating a compound that is a group 1 element in a long-period periodic table other than lithium (Li), a compound that is a group 2 element in a long-period periodic table other than M = magnesium (Mg), or a compound that is M = alkylsilyl group Even if they are included in the above, the same results as in the above-mentioned embodiment tend to be obtained. Therefore, in the compound represented by the formula (1), at least one of the negative electrode, the positive electrode, and the separator has X = amino group, X = halogen group, or X = -OM. And M = a compound that is a hydrocarbon group, M = a compound that is a group 1 element in a long-period periodic table other than lithium (Li), and M = a group 2 element in a long-period periodic table other than magnesium (Mg). It can be seen that the cycle characteristics can be improved by including a certain compound or a compound having M = alkylsilyl group.

この発明は、上述したこの発明の実施の形態および実施例に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した実施の形態および実施例では、コイン型電池、円筒型電池、外装材にラミネートフィルムなどを用いた扁平型電池を例に挙げて説明したが、この発明はこれらに限定されるものではなく、例えば、角型電池など、様々な種類の形状や大きさにすることも可能である。   The present invention is not limited to the above-described embodiments and examples of the present invention, and various modifications and applications can be made without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiments and examples, a coin-type battery, a cylindrical battery, and a flat battery using a laminate film or the like as an exterior material have been described as examples. However, the present invention is not limited thereto. Instead, for example, various types of shapes and sizes, such as a square battery, can be used.

また、上述した実施の形態および実施例では、一例として、リチウムイオン二次電池を挙げて説明したが、他の二次電池にも適用することができる。他の二次電池としては、例えば、負極活物質として金属リチウムを用いたいわゆる金属リチウム二次電池、さらには、実用化が検討されているマグネシウム二次電池またはアルミニウム二次電池などが挙げられる。なお、この発明を金属リチウム二次電池に適用する場合には、正極、セパレータおよび非水電解質のうちの少なくとも1つが式(1)で表される化合物を含むこととなる。さらに、化学反応を伴う電池だけでなく、正極、負極または電解液を使用する電気二重層キャパシタなどの他の電気化学デバイスにも適用可能である。   In the above-described embodiments and examples, a lithium ion secondary battery has been described as an example, but the present invention can also be applied to other secondary batteries. Examples of the other secondary battery include a so-called metal lithium secondary battery using metal lithium as a negative electrode active material, and a magnesium secondary battery or an aluminum secondary battery that is being studied for practical use. In addition, when applying this invention to a metal lithium secondary battery, at least one of a positive electrode, a separator, and a nonaqueous electrolyte will contain the compound represented by Formula (1). Furthermore, it is applicable not only to a battery with a chemical reaction but also to other electrochemical devices such as an electric double layer capacitor using a positive electrode, a negative electrode, or an electrolytic solution.

さらに、非水電解質としては、イオン伝導性高分子を利用した高分子固体電解質、またはイオン伝導性無機材料を利用した無機固体電解質など用いてもよく、これらを単独または他の電解質と組み合わせて用いてもよい。高分子固体電解質に用いることができる高分子化合物としては、例えば、ポリエーテル、ポリエステル、ポリフォスファゼン、またはポリシロキサンなどが挙げられる。無機固体電解質としては、イオン伝導性セラミックス、イオン伝導性結晶、またはイオン伝導性ガラスなどが挙げられる。   Further, as the non-aqueous electrolyte, a solid polymer electrolyte using an ion conductive polymer or an inorganic solid electrolyte using an ion conductive inorganic material may be used, and these may be used alone or in combination with other electrolytes. May be. Examples of the polymer compound that can be used for the polymer solid electrolyte include polyether, polyester, polyphosphazene, and polysiloxane. Examples of the inorganic solid electrolyte include ion conductive ceramics, ion conductive crystals, and ion conductive glass.

この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いた非水電解質電池の第1の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 1st example of the nonaqueous electrolyte battery using the nonaqueous electrolyte by 1st Embodiment of this invention. この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いた非水電解質電池の第2の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 2nd example of the nonaqueous electrolyte battery using the nonaqueous electrolyte by 1st Embodiment of this invention. 図2に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。It is sectional drawing which expands and represents a part of winding electrode body shown in FIG. この発明の第1の実施の形態による非水電解質を用いた非水電解質電池の第3の例の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the 3rd example of the nonaqueous electrolyte battery using the nonaqueous electrolyte by 1st Embodiment of this invention. 図4で示した巻回電極体のI−I線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II line of the winding electrode body shown in FIG. この発明の第2の実施の形態における負極の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the negative electrode in 2nd Embodiment of this invention. 図6に示した負極の他の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the other structure of the negative electrode shown in FIG. 参考例の負極の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the negative electrode of a reference example. 図6に示した負極の他の断面構造を表すSEM写真およびその模式図である。It is the SEM photograph showing the other cross-section of the negative electrode shown in FIG. 6, and its schematic diagram. 図6に示した負極の他の断面構造を表すSEM写真およびその模式図である。It is the SEM photograph showing the other cross-section of the negative electrode shown in FIG. 6, and its schematic diagram. この発明の第3の実施の形態における正極の構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the positive electrode in 3rd Embodiment of this invention. この発明の第4の実施の形態におけるセパレータの構成を表す断面図である。It is sectional drawing showing the structure of the separator in 4th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

2・・・正極
2A・・・正極集電体
2B・・・正極活物質層
3・・・セパレータ
4・・・負極
4A・・・負極集電体
4B・・・負極活物質層
5・・・外装カップ
6・・・外装缶
7・・・ガスケット
11・・・電池缶
12、13・・・絶縁板
14・・・電池蓋
15・・・安全弁機構
15A・・・ディスク板
16・・・熱感抵抗素子
17・・・ガスケット
20・・・巻回電極体
21・・・正極
21A・・・正極集電体
21B・・・正極活物質層
22・・・負極
22A・・・負極集電体
22B・・・負極活物質層
23・・・セパレータ
24・・・センターピン
25・・・正極リード
26・・・負極リード
30・・・巻回電極体
31・・・正極リード
32・・・負極リード
33・・・正極
33A・・・正極集電体
33B・・・正極活物質層
34・・・負極
34A・・・負極集電体
34B・・・負極活物質層
35・・・セパレータ
36・・・電解質層
37・・・保護テープ
40・・・外装部材
41・・・密着フィルム
100・・・負極
101・・・負極集電体
102・・・負極活物質層
103・・・被膜
201・・・負極活物質粒子
202、203・・・酸化物含有膜
204、204A、204B・・・隙間
205・・・空隙
206・・・金属材料
300・・・正極
301・・・正極集電体
302・・・正極活物質層
303・・・被膜
400・・・セパレータ
401・・・微多孔性膜
402・・・被膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... Positive electrode 2A ... Positive electrode collector 2B ... Positive electrode active material layer 3 ... Separator 4 ... Negative electrode 4A ... Negative electrode collector 4B ... Negative electrode active material layer 5 ....・ Exterior cup 6 ... Exterior can 7 ... Gasket 11 ... Battery can 12, 13 ... Insulating plate 14 ... Battery lid 15 ... Safety valve mechanism 15A ... Disc plate 16 ... Thermal resistance element 17 ... gasket 20 ... wound electrode body 21 ... positive electrode 21A ... positive electrode current collector 21B ... positive electrode active material layer 22 ... negative electrode 22A ... negative electrode current collector Body 22B ... Negative electrode active material layer 23 ... Separator 24 ... Center pin 25 ... Positive electrode lead 26 ... Negative electrode lead 30 ... Winding electrode body 31 ... Positive electrode lead 32 ... Negative electrode lead 33 ... Positive electrode 33A ... Positive electrode current collector 33B ... Electroactive material layer 34 ... Negative electrode 34A ... Negative electrode current collector 34B ... Negative electrode active material layer 35 ... Separator 36 ... Electrolyte layer 37 ... Protective tape 40 ... Exterior member 41 ··· Adhesive film 100 ··· Negative electrode 101 ··· Negative electrode current collector 102 · · · Negative electrode active material layer 103 · · · Coating 201 · · · Negative electrode active material particles 202 and 203 · · · 204A, 204B ... Gap 205 ... Gap 206 ... Metal material 300 ... Positive electrode 301 ... Positive electrode current collector 302 ... Positive electrode active material layer 303 ... Coating 400 ... Separator 401 ... Microporous membrane 402 ... Coating

Claims (16)

セパレータを介して対向された正極および負極と、非水電解質と、を備え、
上記正極、上記負極、上記セパレータおよび上記非水電解質のうちの少なくとも1つは、式(1)で表される化合物を含む
二次電池。
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。n=0〜4である。)
A positive electrode and a negative electrode opposed via a separator, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte includes a compound represented by the formula (1).
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. (It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group, where n = 0 to 4.)
上記式(1)で表される化合物は、式(2)で表される化合物である
請求項1記載の二次電池。
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。)
The secondary battery according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (2).
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period type periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group.)
上記式(1)で表される化合物は、式(3)、式(4)または式(5)で表される化合物である
請求項1記載の二次電池。
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。n=0〜4である。)
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R6は炭化水素基である。n=0〜4である。)
The secondary battery according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (3), the formula (4), or the formula (5).
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. N = 0 to 4)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different, and may be bonded. N = 0 to 4)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different and may be bonded. R6 is a hydrocarbon group. N = 0 to 4. .)
上記式(1)で表される化合物は、式(6)、式(7)または式(8)で表される化合物である
請求項1記載の二次電池。
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。)
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。R6は炭化水素基である。)
The secondary battery according to claim 1, wherein the compound represented by the formula (1) is a compound represented by the formula (6), the formula (7), or the formula (8).
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded.)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded.)
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same or different and may be bonded. R6 is a hydrocarbon group.)
上記非水電解質は、上記式(1)で表される化合物を含む
請求項1記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolyte includes a compound represented by the formula (1).
上記負極活物質層は、ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料を有する
請求項1記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 1, wherein the negative electrode active material layer has a material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element.
上記負極は、負極集電体に設けられた負極活物質層上に被膜を有し、
上記被膜は、上記式(1)で表される化合物を含む
請求項1記載の二次電池。
The negative electrode has a coating on the negative electrode active material layer provided on the negative electrode current collector,
The secondary battery according to claim 1, wherein the coating includes a compound represented by the formula (1).
上記負極活物質層は、複数の負極活物質粒子を有すると共に、上記負極活物質粒子の表面を被覆する酸化物含有膜を有する
請求項記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 7 , wherein the negative electrode active material layer includes a plurality of negative electrode active material particles and an oxide-containing film that covers a surface of the negative electrode active material particles.
上記酸化物含有膜は、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも1種の酸化物を含む
請求項記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 8 , wherein the oxide-containing film includes at least one oxide of silicon (Si), germanium (Ge), and tin (Sn).
上記負極活物質層は、複数の負極活物質粒子を有すると共に、上記負極活物質粒子間の隙間に電極反応物質と合金化しない金属材料を有する
請求項記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 7, wherein the negative electrode active material layer includes a plurality of negative electrode active material particles and a metal material that does not alloy with the electrode reactant in a gap between the negative electrode active material particles.
上記金属材料は、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)および銅(Cu)のうちの少なくとも1種である
請求項10記載の二次電池。
The secondary battery according to claim 10 , wherein the metal material is at least one of iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), zinc (Zn), and copper (Cu).
上記正極は、正極集電体に設けられた正極活物質層上に被膜を有し、
上記被膜は、式(1)で表される化合物を含む
請求項1記載の二次電池。
The positive electrode has a film on the positive electrode active material layer provided on the positive electrode current collector,
The secondary battery according to claim 1, wherein the coating includes a compound represented by Formula (1).
上記セパレータは、その表面に被膜を有し、
上記被膜は、上記式(1)で表される化合物を含む
請求項1記載の二次電池。
The separator has a coating on its surface,
The secondary battery according to claim 1, wherein the coating includes a compound represented by the formula (1).
セパレータを介して対向された正極および負極と、非水電解質と、を備えた二次電池における
上記正極、上記負極、上記セパレータおよび上記非水電解質のうちの少なくとも1つに式(1)で表される化合物を含ませる
二次電池の製造方法。
Figure 0005169435
(R1〜R5は水素または置換基である。R1〜R5は同一であっても、異なっていてもよく、結合していてもよい。Xは−OM、アミノ基またはハロゲン基である。Mは長周期型周期表における1族元素もしくは2族元素、または炭化水素基もしくはアルキルシリル基である。n=0〜4である。)
A positive electrode and a negative electrode which is opposed via a separator, in the secondary battery including a non-aqueous electrolyte, a,
A method for producing a secondary battery, wherein the compound represented by formula (1) is contained in at least one of the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte.
Figure 0005169435
(R1 to R5 are hydrogen or a substituent. R1 to R5 may be the same, different, or bonded. X is -OM, an amino group, or a halogen group. (It is a group 1 element or a group 2 element in a long-period periodic table, or a hydrocarbon group or an alkylsilyl group, where n = 0 to 4.)
上記正極は、正極集電体上に正極活物質層を有し、上記負極は、負極集電体上に負極活物質層を有し、
上記式(1)で表される化合物を含有する溶液を用いて、上記正極活物質層、上記負極活物質層および上記セパレータのうちの少なくとも1つの表面に、上記式(1)で表される化合物を含む被膜を形成する
請求項14記載の二次電池の製造方法。
The positive electrode has a positive electrode active material layer on a positive electrode current collector, the negative electrode has a negative electrode active material layer on a negative electrode current collector,
Using a solution containing the compound represented by the formula (1), at least one surface of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the separator is represented by the formula (1). The method for producing a secondary battery according to claim 14 , wherein a film containing the compound is formed.
上記式(1)で表される化合物を含有する溶液中に上記正極活物質層、上記負極活物質層および上記セパレータのうちの少なくとも1つを浸漬し、または上記式(1)で表される化合物を含有する溶液を上記正極活物質層、上記負極活物質層および上記セパレータのうちの少なくとも1つの表面に塗布する
請求項15記載の二次電池の製造方法。
At least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer and the separator is immersed in a solution containing the compound represented by the formula (1), or represented by the formula (1). The method for producing a secondary battery according to claim 15, wherein a solution containing the compound is applied to at least one surface of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the separator.
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